(рис. 8.12, б) или шлифовальным кругом (рис. 8.12, а и в). В случаях, представленных на рис. 8.12, а и б, перемещается по направляющим скольжения стол с закрепленными на нем шлифовальным шпинделем или бабкой изделия. В частности, направляющие могут быть гидростатическими. В случае, когда движется пиноль со смонтированным в ней шлифовальным шпинделем, чаще применяют опоры качения с предварительным натягом.
Для того чтобы ход стола (см. рис. 8.12, а, б) был плавный, без резких толчков и ударов, в качестве привода этого движения используют гидравлику. Регулируют скорости перемещения стола с помощью дросселей. Для обеспечения плавности хода стола большое значение имеет, где дросселируется масло: при входе в цилиндр или при выходе из него. При установке дросселя на выходе из цилиндра и малых скоростях работы поршня утечки масла компенсируются задержанным противодавлением, равномерность хода увеличивается. Поэтому такое дросселирование рекомендуют для станков высокой точности.
С целью повышения чистоты обрабатываемой поверхности при шлифовании отверстий с прямолинейной движение осцилляции (качания). Приводом этого движения может служить тот же гидроцилиндр подачи стола или специальный механизм осцилляции. С помощью последнего регулируют ход в пределах 0—5 мм и частоту ходов в минуту. Механизмы осцилляции, как правило, выполняют с электромеханическим приводом, схема такого механизма показана на рис. 8.13. Кулачок 1 закреплен на валу 2 и вращается от электродвигателя 3. Ход стола 4 при осцилляции регулируется эксцентриситетом кулачка, частота осцилляции— частотой вращения электродвигателя. С помощью пружины 5 постоянно прижимают кулачок к столу станка. Движение осцилляции может выполнять заготовка (см. рис. 8.12, б) или шлифовальный шпиндель (см. рис. 8.12, а). На рис. 8.12, в в осцилляции участвует пиноль шпинделя шлифовального круга.
В зависимости от конструкций механизмов на внутришлифовальных станках применяют два вида движений поперечных подач DS3: периодическое и непрерывное. Для периодической подачи обычно используют храповые механизмы. Привод такие механизмы могут получать от отдельного электродвигателя или от возвратно-поступательного движения стола. Скорость поперечной подачи в этом случае выражается в мм/ход, в мм/двойной ход стола. Однако при применении такого механизма поперечной подачи очень сложно получить автоматический цикл шлифования, например по схеме врезание — обдирочное шлифование — чистовое шлифование — выхаживание. Поэтому применяют механизмы непрерывной поперечной подачи от гидропривода или от электродвигателя постоянного тока с бесступенчатым регулированием скорости. Скорость подачи в этом случае исчисляется в мм/мин. Такой механизм легко наладить для работы в автоматическом цикле. Траектория движения поперечной подачи может быть прямолинейной и круговой (см. рис. 8.12,а—в). Механизмы подачи внутришлифовальных станков обеспечивают все движения, необходимые для технологических (форсированная и рабочие подачи) и вспомогательных переходов (отскок — подскок, компенсация износа шлифовального круга). Они выполняются аналогично механизмам подач круглошлифовальных станков (см. рис. 7.8).
Устройства правки. Шлифовальный круг на внутришлифовальных станках, как правило, правится после каждого цикла. Это вызвано малой стойкостью круга, имеющего небольшие размеры. С повышением качества шлифовальных кругов правка может проводиться через несколько циклов. Шлифовальные круги из эльбора правятся через 30—500 циклов в зависимости от режимов шлифования. Правка обеспечивает восстановление режущих свойств и формы круга. Характер относительных движений алмаза и круга при правке зависит от формы последнего. Цилиндрический круг правится алмазом при возвратно-поступательном перемещении в осевом направлении подвижного элемента (стола или пиноли). В процессе профильной правки само устройство, установленное на станке, совершает профилирующее движение относительно вращающегося круга. Съем абразива при правке определяется величиной компенсации. В зависимо
сти от типа станка и того, какую форму надо придать кругу, устройства для правки круга имеют различную конструкцию.
На рис. 8.14, а представлена конструкция устройства для правки цилиндрического круга на внутри-шлифовальном станке, где подачу для съема абразива, а также осевое перемещение совершает круг 1. Механизмы обеспечивают регулирование положения алмаза 3 относительно оси круга и компенсацию износа алмаза винтом 4. Алмаз 3 винтом 2 закрепляется в отверстии рычага 5. Рычаг может поворачиваться вокруг оси эксцентриковой втулки 7 винтом 6 и, кроме того, перемещаться в результате поворота самой эксцентриковой втулки 7 с эксцентриситетом е.
Устройство для правки круга 1 по радиусу показано на рис. 8.14,6. Корпус 13 установлен на плите 12. На верхней плоскости корпуса размещен гидроцилиндр отвода 17 устройства правки. Правка производится возвратно-поступательным движением алмазной головки 11 вокруг вертикальной оси. Привод вращения — механизм поворота 9, крайние положения алмаза регулируются винтами 8. Величина радиуса правки меняется винтом 10. Установка устройства на размер происходит перемещением корпуса 13 по пазам плиты 12 винтом 14. Положение алмаза относительно круга по высоте регулируется винтами 16, а при опускании его в рабочее положение — винтом 15.
Правка шлифовального круга вращающимся алмазным роликом на внутришлифовальных станках применяется для получения профильного круга при врезном шлифовании. Использование устройства монтажа и привода самого алмазного ролика аналогично устройству, приведенному на рис. 7.7, в (см. кругло-шлифовальные станки).
Если на внутришлифовальных станках шлифовальный круг правится в каждом цикле, необходимо компенсировать износ круга. Рассмотрим схему снятия припуска (рис. 8.15). В процессе шлифования круг изнашивается на некоторую величину. Примем износ круга на обработку каждой заготовки равным а и рассмотрим, как происходит съем припуска. Рабочая поверхность круга при вводе его в отверстие отстоит от поверхности отверстия на величину Д. При шлифовании следует снять припуск на сторону, равный б. Сле-
Вот уже более 35 лет компания HAMM выпускает осциллирующие катки. Сейчас в ее ассортименте более 35 моделей, что делает ее безусловным мировым лидером в этом сегменте. Они пользуются большой популярностью, так как на всех этапах укладки обеспечивают высококачественное и эффективное уплотнение. Тандемные дорожные катки с одним осциллирующим и одним вибрационным вальцом достигают за несколько проходов минимум такой же степени уплотнения, что и вальцы с удвоенной вибрацией. Хотя явление вибраций при этом значительно ниже. Благодаря этому впервые стало возможным динамическое уплотнение тонких слоев, а также уплотнение покрытий на мостах и в таких «сложных» местах, как, например центр города, рельсовые пути, промышленные сооружения. Таким образом, спектр применения этой технологии необычайно широк.
В вальцах с осцилляцией с одинаковым числом оборотов вращаются два дебалансных вала с приводом от зубчатого ремня. Дебалансные валы расположение со смещением на 180° относительно друг друга, в результате чего валец совершает быстрые попеременные вращательные движения вперед-назад. В результате этого на грунт/асфальт воздействует уплотняющее усилие в форме силы сдвига в горизонтальном направлении вперед и назад. При этом уплотняющее усилие – в отличие от вибрационных вальцов – действует на грунт постоянно, так как валец имеет постоянный контакт с грунтом. Поэтому осциллирующие вальцы уплотняют поверхность не только динамически, но и статически под действием веса самой машины.
Динамические системы уплотнения позволяют значительно повысить производительность работ по уплотнению асфальта и грунта. К этим системам также относится разработанная HAMM технология осцилляции, которая обеспечивает равномерное уплотнение с высококачественными результатами, что подтверждено научно.
Конструктивная реализация осцилляции демонстрирует опыт многих десятилетий в разработке осциллирующих катков. Они подкупают износостойкостью, качеством уплотнения и техническим обслуживанием.
Этот вид уплотнения дает самые разные преимущества. Они сказываются на эффективности, качестве и рентабельности процесса уплотнения. Ниже приведены самые важные из них:
Преимущество 1: Высокая производительность по уплотнению – высокая эффективность
Вальцы с осцилляцией уплотняют очень быстро. Другими словами: они имеют очень высокую производительность по уплотнению. Причиной этого является наложение динамических тангенциальных сил на постоянную нагрузку от собственного веса машины. Благодаря этой технологии для обработки большой площади требуется намного меньше проходов. Таким образом использование осцилляции хорошо зарекомендовало себя на больших проектах, так как благодаря быстрому процессу уплотнения требуется меньшее количество техники.
Преимущество 2: простое управление
HAMM использует физические законы для возбуждения колебаний таким образом, что осциллирующими катками предельно просто управлять. Достаточно только включить – больше оператору ничего делать не требуется. В зависимости от жесткости уплотняемого материла автоматически устанавливается подходящая амплитуда колебаний. Это регулировка происходит так быстро, что даже при чередовании грунтов с разными свойствами обеспечивается оптимальная степень уплотнение. Так компания HAMM исключила ошибки оператора в настройках рабочих органов в процессе работы.
Преимущество 3: ровные и шероховатые поверхности
Осциллирующие катки создают поверхность с превосходной продольной ровностью за счет того, что валец имеет постоянный контакт с грунтом. Волнообразования не происходит – даже при высокой скорости движения. Уплотнение асфальта с осцилляцией дает к тому же хорошее начальное сцепление, так как за счет осциллирующего движения валец стирает битум на верхней стороне покрытия проезжей части.
За счет многообразных возможностей применения, быстрого и высокого увеличения степени уплотнения, а также не требующей технического обслуживания эксплуатации вальцы с осцилляцией являются максимально рентабельными.
Преимущество 4: низкая вибрационная нагрузка
Вальцы с осцилляцией во время уплотнения не отрываются от грунта. Поэтому при осцилляции, в сравнении с вибрацией, только 15 % колебаний передается в зону вокруг катка. То есть осциллирующие катки можно без проблем использовать для динамического уплотнения даже вблизи виброчувствительных зданий и сооружений. А так как эти катки также значительно тише, то они вносят свой вклад в охрану окружающей среды. Еще одно преимущество: низковибрационное уплотнение не только бережет компоненты, но и не подвергает высокой нагрузке оператора катка.
Преимущество 5: бережное уплотнение
При вибрационном уплотнении, начиная с определенной жесткости материала, существует опасность разрушения структуры или зерен материала. При осцилляции этого не произойдет: она обеспечивает неразрушающее перемещение зерен. То есть осцилляция предотвращает нежелательное разрушение зерен и переуплотнение. Кроме того, уплотнение с осцилляцией создает плотные, долговечные швы, не повреждая холодный асфальт.
Преимущество 6: увеличение температурного диапазона
Благодаря технологии осцилляции увеличивается диапазон температур, при которых возможно уплотнение. Теперь уплотнительные работы можно проводить при более низких температурах без разрушения покрытия. Поэтому осцилляция особенно хорошо подходит для уплотнения тонких слоев или быстро остывающих участков, например, на мостах. Кроме того, это свойство повышает гибкость строительных процессов.
Подрядчики выигрывают от осцилляции
Многие подрядные организации знакомы с преимуществами динамического уплотнения методом осцилляции и знают, что эта технология поможет им работать очень рентабельно и даже повысить качество выполняемых работ. Поэтому строительные фирмы все чаще приобретают осциллирующие катки, и сегодня каждый пятый тандемный дорожный каток, который покидает завод в Тиршенройте, оснащается вальцом с осцилляцией.
Для сообщения абразивному инструменту колебательных движений предназначены механизмы осцилляции суперфинишных станков. По принципу действия и конструктивному исполнению их подразделяют на электромеханические, пневматические и гидравлические. Ниже рассмотрены некоторые конструкции этих механизмов, наиболее часто встречающиеся в современных суперфинишных станках.
Механизм осцилляции, показанный на рис. 3.8, является унифицированным узлом отечественных суперфинишных станков. На осциллирующих каретках 20 и 23 расположены инструментальные головки или одна инструментальная головка и противовес. Перемещение кареток осуществляют два эксцентрика 14 и 15, установленные на приводном валу 13. Эксцентрики посредством шатунов 21 и 22 связаны с осциллирующими каретками 20 и 23. Эксцентриситеты обоих эксцентриков равны по значению, но расположены диаметрально противоположно, поэтому каретки перемещаются в противоположных направлениях. Благодаря этому обеспечивается динамическая сбалансированность системы.
Осциллирующие каретки 20 и 23 перемещаются по направляющим качения 16 и 17 с предварительным выбором зазора. Регулировку зазора в роликовых направляющих осуществляют винтами 18 при отпущенных винтах, крепящих нижние направляющие 17. Ход кареток устанавливают в пределах 0,5-5 мм, для чего отпускают гайки 7. Зубчатая муфта 8 под действием пружины 9 отходит влево и рассоединяет вал 13 и промежуточную втулку 12. Втулка 12 связана с эксцентриками 14 и 15. Удерживая вал 13 от проворота, вращением шкива 11 и связанной с ним втулки 12 производят разворот эксцентриков относительно вала 13. Ход устанавливают по лимбу 10, а затем затягивают гайки 7. При обработке конусов плиту 5 с осциллирующими каретками 20 и 23 разворачивают на половину угла конуса винтами 1 и 4 по лимбу 2 при отпущенных гайках 3 и 19. Смазывание направляющих качения производят через масленки 6. Радиальные подшипники заполнены смазкой литол 24 ГОСТ 21150-75*.
На рис. 3.9 показана суперфинишная головка автомата модели ЛЗ-261 для суперфиниширования поверхности дорожек качения наружных и внутренних колец шарикоподшипников.
Головку устанавливают в корпусе суппорта, с помощью которого осуществляют ее подвод в зону обработки. Головка сообщает бруску качательное осциллирующее движение, ввод бруска в желоб обрабатываемого кольца и прижим его с заданным усилием. Головка состоит из следующих основных деталей: гильза 11, шпиндель 10, пневматический цилиндр 7, державка 2 с шлифовальным бруском 1. Шпиндель 10 установлен в гильзе 11 на двух конических роликоподшипниках 12. На правой шейке шпинделя закреплен рычаг, соединяющий шпиндель с приводом качания, на левом торце шпинделя — фланец 9, в котором расположены мембранный пневматический цилиндр 7 и кронштейн с двумя полуосями 14. На «ласточкином хвосте» кронштейна 3 расположена державка 2 со шлифовальным бруском 1. Размеры державки бруска зависят от габаритных размеров обрабатываемого кольца и желоба.
Подвод и прижим бруска производят пневмоцилиндром 7 через шток 6 и вилку 4, установленную на кронштейне 3. Отвод бруска в исходное положение осуществляет пружина 13 при подаче сжатого воздуха в штоковую полость пневмоцилиндра 7. Усилие пружины 13 выбрано таким образом, чтобы отвод бруска происходил даже при отсутствии давления воздуха в пневмоцилиндре 7. Регулируемый упор 5 ограничивает отвод бруска. Усилие прижима бруска устанавливают редукционным клапаном в пределах 20-300 Н, причем давление на манометре 0,1 МПа соответствует усилию прижима бруска в 100 Н. При износе или поломке бруска замыкается низковольтный упор 15, который дает команду на отключение станка. Привод качания бруска осуществляется от двухскоростного электродвигателя (N = 0,45/0,75 кВт, n = 1420/2820 мин-1) через клиноременную передачу со ступенчатыми шкивами, обеспечивающими 380, 540, 720, 770, 1100 и 1400 дв. ход/мин бруска. Угол качания бруска задают с помощью эксцентрика, расположенного в расточке шкива клиноременной передачи, и устанавливают по шкале 8.
Механизм осцилляции с направляющими на воздушной подушке фирмы Seibu (Япония) приведен на рис. 3.10. На цилиндрических направляющих 1 и 7, закрепленных в проушинах корпуса 9, установлены каретки 3 и 6, которые с помощью пружин 2 и 8 прижимаются к эксцентрику 4. Вращающийся эксцентрик сообщает кареткам быстрое возвратно-поступательное движение. Каретки помещены на подшипниках скольжения 5 с воздушной подушкой, благодаря чему обеспечивается спокойная и бесшумная работа механизма. Подвод сжатого воздуха к подшипниковым опорам производят через отверстия в корпусе каретки. Рабочее давление сжатого воздуха 0,3-0,5 МПа. Для нормальной работы механизма на каждой каретке должны быть установлены инструментальная головка или противовес.
Отсутствие непосредственного контакта металлических деталей при наличии воздушного зазора значительно увеличивает надежность и долговечность работы механизма, что обеспечивает высокую точность перемещения инструмента в течение дли
тельного срока эксплуатации. Вращение эксцентрика осуществляется от вала 10, который приводится во вращение непосредственно от электродвигателя. Частота колебаний инструментальных головок составляет 1000 и 1500 дв. ход/мин в зависимости от установленного электродвигателя. Мощность электродвигателя соответственно 0,2 кВт или 0,4 кВт. Амплитуду колебаний выбирают в пределах 0,5-5 мм. Изменение амплитуды производят путем замены эксцентрика.
На рис. 3.11 приведена схема одного из пневматических механизмов осцилляции фирмы Supfina (Германия), в котором энергия сжатого воздуха преобразуется в безударное колебательное движение. Механизм представляет собой систему осцилляции с полным уравновешиванием колеблющихся масс. Механизм работает следующим образом. Сжатый воздух подводят к пусковому золотнику 3 возбудителя через штуцер 2. Перемещением золотника 3 от кнопки 1 механизм включают в работу. При этом поршень 9 начинает совершать возвратно-поступательные движения, автоматически закрывая и открывая отверстия для впуска и выпуска воздуха. Корпус 10 механизма возбудителя и направляющая 7, на которой он закреплен, также начинают совершать возвратно-поступательные движения, но в обратном направлении. От направляющей 7 колебания через пружины 4 передаются корпусу 8 с установленными на нем инструментальными головками. Система осцилляции уравновешена с помощью дополнительных пружин 5, базирующихся на жестко закрепленном держателе 6. Осциллирующий корпус 8 установлен на трех шариковых направляющих с предварительным выбором зазора.
Смазывание головки производят масляным туманом. Для нормальной работы необходимо, чтобы в сжатый воздух, поступающий в головку, каждые одну-две минуты подавалась одна капля масла. Пуск головки происходит при давлении сжатого воздуха 0,2-0,25 МПа. Частота колебаний 2000 дв. ход/мин, амплитуда колебаний 2-6 мм. Частоту и амплитуду колебаний регулируют путем повышения давления сжатого воздуха с помощью редукционного клапана. Расход сжатого воздуха составляет около 18 м3/ч.
Рис. 3.10. Механизм осцилляции фирмы Seibu (Япония)
Осцилляционно-шпиндельный шлифовальный станок своими руками
Всех приветствую, сегодня мы рассмотрим способ изготовления такой полезной вещи как осцилляционно-шпиндельный шлифовальный станок. Не смотря на сложное название и сложный на первый взгляд принцип работы, сделать такой станок можно несложно и недорого. Так, например, в качестве двигателя автор использовал моторчик от стиральной машинки. А чтобы обеспечить возвратно-поступательные движения шлифовальному цилиндру, автор успешно приспособил двигатель от автомобильных дворников. Станок получился довольно мощным и без труда справляется с поставленными задачами. Если вас заинтересовал проект, предлагаю ознакомиться с самоделкой более подробно.
Материалы и инструменты, которые использовались автором:
Основные детали для изготовления станка можно видеть на фото, я опишу еще то, чего на фото нет.
Материалы: — фанера; — профильные трубы; — уголок; — болты с гайками; — канализационные трубы (чтобы сделать вытяжку); — пружина; — регулятор оборотов ; — два выключателя и ручка регулировки оборотов; — клей для дерева; — наждачная бумага.
Шаг первый. Изготавливаем ось станка Для изготовления оси станка автор использовал ось от амортизатора. Диаметр оси отлично подошел к подшипникам. Ось будет вращаться на двух подшипниках, под них нужно сделать корпус. В качестве такого корпуса автор приспособил кусок трубы подходящего диаметра. Внутренний диаметр подшипников оказался немного большим, чем диаметр подшипников, поэтому автор разрезал ее вдоль, вырезал кусок, а затем зажал в тисках вместе с подшипниками и проварил.
В завершении нам нужно будет приварить ось к оси двигателя. Процесс этот может занять немало времени, ведь нам нужно хорошо отцентрировать ось. Для начала легко прихватываем ось сваркой и вращаем руками. Если есть биения, гнем ось и снова прихватываем. И так далее до победного.
Шаг третий. Сборка рамы станка Далее собираем раму станка, ее автор сваривает из профильных труб. К раме привариваем направляющие с подшипниками, ну а далее устанавливаем раму с двигателем. В итоге рама с двигателем должна двигаться вверх-вниз внутри основной рамы.
Чтобы минимизировать люфты, автор стягивает раму струбцинами, а потом приваривает еще куски труб в качестве распорок, чтобы зафиксировать раму в нужном состоянии. В итоге люфты отсутствуют, а двигатель хорошо двигается по направляющей.
Шаг седьмой. Рабочие цилиндры Цилиндры, на которые устанавливается наждачная бумага, автор решил сделать из фанеры. Если у вас есть материал и токарный станок, их можно просто выточить на станке. Для изготовления цилиндров из фанеры, вырезаем коронкой много кругляков и потом склеиваем их. Когда клей высохнет, сверлим перьевым сверлом через центр отверстие для установки насадки на вал. Вот и все, можно приступать к шлифовке, для этого автор использовал уже изготовленный станок. Шлифовка производится наждачной бумагой, для нее делаем держатель, который позволит отшлифовать цилиндр под прямым углом. В завершении приклеиваем наждачку к цилиндрам. Автор изготовит три цилиндра разного диаметра.
Шаг восьмой. Тестирование Вот и все, станок готов, устанавливаем столешницу и приступаем к испытаниям. Автор самоделкой остался очень доволен, станок с легкостью справляется с работой. Возвратно-поступательные движения можно отключать, а еще можно легко задавать их скорость.
Вот такими нехитрыми подходами можно реализовать вот такой вот полезный и мудреный станок. Удачи и творческих вдохновений!
Станок с ЧПУ с системой быстрой смены режущих инструментов
