Получение заданных размеров в процессе образования поверхностей

Категория:
Металлорежущие станки


Получение заданных размеров в процессе образования поверхностей

Для получения заданных размеров поверхностей обрабатываемая деталь и режущий инструмент, как указывалось выше, должны быть определенным образом ориентированы и координированы.

При ориентировании и координировании положения детали на станке используется совокупность тех или иных поверхностей, линий и точек детали, называемая установочной базой. Эта совокупность может отличаться от совокупности, принятой при простановке размеров, и называется технологической базой.

Базы являются предметом изучения курса технологии машиностроения, и мы вынуждены коснуться этого вопроса только в связи с рассмотрением характера перемещений рабочих органов станка в процессе получения заданных размеров.

При установке на станке деталь опирается теми или иными поверхностями либо на поверхность рабочего органа, либо на соответствующие поверхности приспособления, служащего для ее закрепления. Если при этом непосредственно обеспечивается правильное положение обрабатываемой детали относительно одной или нескольких осей координат станка, то такая поверхность детали называется опорной базой.

Например, при обработке поверхностей вращения деталей класса валов последние устанавливаются между центрами шпиндельной и задней бабок, на которые они опираются центровыми углублениями. Ось X системы координат станка в этом случае совпадает с осью центров станка. Таким образом, установка на центрах обеспечивает совмещение оси обрабатываемой поверхности вращения с осью X и центровые углубления являются опорной базой. Так как центровые углубления могут отличаться по своим размерам, то положение левого торца детали не является вполне определенным, и координата х0, отсчитываемая от того или иного начала координат, изменяется.

Рис. 1. Образование поверхностей

При установке детали в самоцентрирующем патроне опорными поверхностями являются наружная поверхность и торец детали. При этом обеспечивается как совмещение оси обрабатываемой поверхности вращения с осью шпинделя, так и постоянство положения детали в направлении оси X, т. е. постоянство координаты х0.

Рис. 2. Установочные перемещения.

Если установка по опорным базам не обеспечивает необходимой ориентировки и координации детали, то используют другие виды баз, в частности проверочные базы.

При установке детали на столе база обеспечивает перпендикулярность оси обрабатываемой поверхности вращения к опорной базе. Для совмещения оси поверхности вращения с осью шпинделя используют в качестве поверочной базы предварительно обработанную поверхность вращения. Для этого на шпинделе закрепляется приспособление с индикатором, который устанавливается в радиальном направлении в соответствии с радиусом предварительно обработанной поверхности вращения. Вращая шпиндель и перемещая стол и салазки в двух взаимно перпендикулярных направлениях, добиваются минимальных отклонений индикатора. При перемещении детали можно пользоваться отсчетными устройствами.

При координации положения детали пользуются также измерительными базами. Например, расстояние до оси поверхности вращения задано от плоскости корпуса. Устанавливая в шпиндель мерную оправку, доводят ее до касания с базовой поверхностью. Расстояние у, на которое необходимо переместить салазки с деталью, равно I , где d — диаметр оправки. При перемещении пользуются отсчетным устройством. Переставляя стол, перемещают деталь в нужное положение в направлении оси Y.

В ряде станков установочные перемещения производятся в полярной системе координат. При обработке отверстий в дисковой детали их положение задается полярным углом ср и радиусом-вектором Q. Для совмещения оси шпинделя рабочего органа с осью обрабатываемой поверхности вращения, деталь поворачивается на угол ср вместе со столом, а шпиндель перемещается вместе с салазками, движущимися по направляющим, в диаметральной плоскости х—г.

При других схемах установки в полярных координатах ось шпинделя рабочего органа совмещается с осью обрабатываемой поверхности путем поворота на угол ср направляющих около оси z стойки и перемещения салазок по направляющим.

Радиальные установочные перемещения. Установочные перемещения инструментов, получающих вращательное движение. Радиальным установочным перемещением резца, закрепленного во вращающемся шпинделе определяется радиус q обрабатываемой поверхности вращения. Радиальное установочное перемещение может быть сообщено либо непосредственно резцу, либо радиально-подвижному элементу, расположенному в шпинделе.

Радиальное установочное перемещение может быть сообщено радиальному суппорту, который перемещается по направляющим вращающейся планшайбы.

Необходимость радиального перемещения режущего инструмента возникает также при шлифовании поверхностей вращения, фрезеровании резьб деталей, остающихся неподвижными в процессе обработки.

При шлифовании внутренней поверхности шпиндель шлифовального круга располагается внутри барабана, вращающегося, в свою очередь, в отверстии корпуса. Ось барабана совмещается с осью обрабатываемой поверхности вращения. В процессе вращения барабана осуществляется круговая подача.

Поскольку для шлифования поверхностей различного диаметра и для подачи на глубину резания необходимо радиальное перемещение шлифовального круга, его шпиндель смонтирован в подшипниках вращающегося барабана. Ось 0202 шпинделя расположена эксцентрично относительно оси 0101 барабана, благодаря чему при повороте барабана меняется расстояние между осями 00 и 0а02.

Рис. 3. Радиальные установочные перемещения инструмента при вращательном движении рабочих органов, несущих инструмент.

Установочные перемещения при обработке тороидных и сферических поверхностей. При обработке тороидных поверхностей необходимо совместить ось, около которой поворачивается рабочий орган в процессе воспроизведения круговой образующей линии, с осью 00, проходящей через центр окружности, описывающей тороидную поверхность. При совмещении осей каретка перемещается по направляющим в направлении оси Y.

Второе установочное перемещение необходимо для воспроизведения образующей с заданным радиусом. Для этого рабочий орган перемещается в радиальном направлении по направляющим поворотного рабочего органа.

Получение заданных размеров. Как указывалось выше, получение заданных размеров обеспечивается как координацией взаимного положения обрабатываемой детали и режущего инструмента при предварительных установочных перемещениях, так и при ограничении рабочих ходов.

Рис. 4. Установочные перемещения при обработке сферических и тороид-ных поверхностей.

Например, при обработке уступа диаметром необходимо установить вершину резца в направлении оси Y в положение, определяемое координатой у, и выключить подачу в направлении оси X в тот момент, когда положение резца будет определяться координатой х. Координата х = х0 + I, где х0 — расстояние от принятого начала координат до опорной базы обрабатываемой детали, которая в данном случае является также базой отсчета размера I. За начало отсчета может быть принят также базовый торец детали, тогда х0 = 0.

Рис. 5. Координаты взаимного расположения режущего инструмента и обрабатываемой детали при установочных перемещениях.

Установка координаты у производится либо по промерам, либо по шаблонам. При установке по промерам уступ протачивается на небольшую величину и полученный диаметр d’ измеряется с помощью соответствующего мерительного инструмента. Величина необходимого установочного перемещения определяется как полуразность диаметров d’ и d, и рабочий орган перемещается на эту величину. Отсчет перемещения производится с помощью отсчетного устройства.

При установке по шаблону между центрами ставится валик, имеющий точно выдержанный диаметр d, и вершина резца доводится до соприкосновения с валиком.

Размер также выдерживается с помощью промеров. В конце рабочего хода подача выключается, измеряется размер от опорного торца и рабочий орган перемещается на требующуюся величину с помощью отсчет-ного устройства.

При обработке партии одинаковых деталей избегают повторения измерений при обработке каждой очередной детали. Для этого может быть использован ряд различных приемов работы.

Для сохранении координаты у можно вести обработку всех деталей партии при постоянном положении рабочего органа. Однако при этих условиях можно обрабатывать поверхность только одного уступа, а обработка всех поверхностей детали будет возможна при так называемом дифференцированном процессе, при котором у всех деталей партии сначала обрабатывается один уступ, затем второй и т. д.

При обработке с одной установки нескольких поверхностей, или, как принято говорить, при концентрации переходов и операций, резец может быть установлен в требующееся положение с помощью отсчетного устройства.

Необходимая координация положения режущего инструмента может быть также достигнута с помощью ограничителей перемещений рабочих органов. Так как координате у вершины резца соответствует координата у’ рабочего органа, то, перемещая рабочий орган 2 до ограничителя 6, мы обеспечиваем необходимую установку резца. Аналогичная картина имеет место при перемещении рабочего органа до ограничителя.

Для получения заданных размеров при шлифовании требуется только ограничение рабочего хода шлифовальной бабки по направляющим салазкам. Ограничение рабочего хода производится либо на основе промеров, либо с помощью ограничителей рабочего хода шлифовальной бабки.

При фрезеровании плоскости, показанной на рис. 5, в, требуется только одно установочное перемещение в направлении оси Y, обеспечивающее получение заданного размера у.

Принципы ограничения рабочих ходов и установочных перемещений. Б зависимости от схемы образования поверхности, используемой при данной настройке станка, одни и те же рабочие органы могут совершать либо движения подачи, либо профилирующие движения, являющиеся рабочими ходами, либо установочные перемещения. Наряду с этим, как указывалось выше, в конструкции станка могут быть предусмотрены рабочие органы, получающие только установочные перемещения.

Так, в схеме, представленной на рис. 5, а, рабочий орган совершает установочные перемещения при обработке цилиндрических поверхностей и рабочий ход при обработке торцовых поверхностей. При обработке тороидных поверхностей в соответствии со схемой, представленной на рис. 5, рабочий орган совершает только установочные перемещения при настройке радиуса образующей линии.

Во время рабочих ходов рабочие органы, как правило, получают движение от механических, гидравлических и других видов приводов, а во время установочных перемещений — либо от ручных, либо от перечисленных выше видов приводов.

При ручных приводах для ограничения ходов широко используются различного рода отсчетные устройства, которые служат для определения величины пути. От совершенства конструкции отсчетного устройства в значительной мере зависит точность перемещения и затрата времени на установку. В процессе обработки партии деталей, когда одно и то же установочное перемещение повторяется при обработке каждой детали из партии, используются жесткие ограничители хода, которые связываются с неподвижными направляющими. Когда рабочий орган доходит до упора, его дальнейшее движение становится невозможным.

Переходя к вопросу об ограничении ходов при механических, гидравлических и других видах приводов, следует выделить механические приводы циклического действия. Приводы циклического действия, к Числу которых относятся различные кривощипно-кулисные приводы и приводы с кулачковыми механизмами, осуществляют перемещение рабочего органа

Рис. 6. Принципы ограничения рабочих ходов при получении заданных размеров.

Рис. 7. Принципы использования активных измерительных приборов для ограничения рабочих ходов.

по замкнутой периодически повторяющейся траектории, чем обеспечивается остановка рабочего органа в требующемся положении.

Ограничители ходов могут быть разбиты на три группы: жесткие, выключающие и сигнальные.

При жестком ограничителе и механическом приводе в момент остановки рабочего органа возникает перегрузка, срабатывает специальное звено привода, реагирующее на перегрузку, и привод отключается. При поршневых приводах перегрузка вызывает повышение давления в оистеме, вследствие чего срабатывает соответствующая аппаратура, осуществляющая необходимые переключения, или рабочий орган остается прижатым к жесткому упору под действием давления в рабочей полости цилиндра.

Выключающий ограничитель жестко связан с рабочим органом. В конце рабочего хода выключающий ограничитель воздействует на механизм, который через механические связи 5 приводит в действие механизмы переключения привода.

Если ограничитель является сигнальным, он воздействует на датчик сигналов. В зависимости от системы привода и механизмов переключения датчик сигналов может быть гидравлическим, электрическим, пневматическим. От датчика сигналы поступают по немеханической связи к механизмам переключения привода.

Устанавливая несколько ограничителей хода, можно получить ряд положений рабочих органов, необходимых для координации положения режущего инструмента и обрабатываемой детали при обработке нескольких поверхностей.

В ряде случаев выключение рабочего хода производится непосредственно в функции получаемого размера. Такой метод применим при постепенном изменении размера обрабатываемой детали, например при шлифовании. Диаметр шлифуемой детали непрерывно контролируется в процессе обработки с помощью сигнального измерительного прибора. Когда диаметр детали достигает заданной величины, прибор подает сигнал, который по связи поступает к механизмам переключения, отключающим привод шлифовальной бабки.

В последнее время в связи с развитием автоматизации процессов механической обработки небольших партий деталей для координации положения режущего инструмента и обрабатываемой детали все шире применяются следящие системы и вычислительные устройства.

Рис. 8. Координаты взаимного расположения режущего инструмента и обрабатываемой детали при многоинструментных наладках.

Особенности образования поверхностей и получения размеров при параллельной многоинструментной обработке. При многоинструментых наладках должно быть скоординировано положение каждого инструмента относительно обрабатываемой детали. При этом координацию можно осуществить только путем перемещения режущего инструмента. Если каждый инструмент устанавливается на рабочем органе, имеющем необходимые установочные перемещения, то координация осуществляется рассмотренными выше методами и не представляет трудностей. В иных случаях координация становится более или менее трудоемкой. При установке резцов, из которых первый обрабатывает наружную, а второй торцовую поверхность диска, на независимых суппортах координация осуществляется за счет установочных перемещений этих суппортов. При установке резцов, обрабатывающих две цилиндрические поверхности разного диаметра, на одном суппорте необходимо выдержать размер между режущими кромками этих резцов и размер уз—ух между вершинами этих резцов, а затем один из резцов координировать относительно обрабатываемой детали. Взаимная координация резцов достигается непосредственным перемещением резцов в резцедержателе. При установке резцов могут быть использованы шаблоны.

Если фрезы установлены на шпинделях независимых шпиндельных бабок, то координация их в соответствии с размерами и осуществляется за счет установочных перемещений этих бабок. При установке фрез на общей оправке их координация осуществляется путем установки соответствующего набора распорных колец между фрезами. После очередной переточки фрез набор распорных колец должен меняться.

При некоторых видах многоинструментных наладок затраты времени на координацию режущего инструмента могут возрасти настолько, что подобная наладка окажется неэффективной. Поэтому при проектировании станков с многоинструментными наладками необходимо уделять большое внимание установочным перемещениям с целью упрощения процессов координации режущего инструмента.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум