LABORATORIUM OBRABIAREK

Transkrypt

1 Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej Wydział Budowy Maszyn i Informatyki Katedra Technologii Maszyn i Automatyzacji LABORATORIUM OBRABIAREK INSTRUKCJA Temat: Szlifierki rodzaje, budowa i zastosowania

2 1. Wiadomoci ogólne. Szlifierki s przeznaczone do obróbki za pomoc ciernic przedmiotów, metalowych oraz z tworzyw sztucznych skrawalnych, a w szczególnoci do obróbki wykoczeniowej przedmiotów stalowych ulepszanych cieplnie (o duej twardoci do HRC=65 i wicej), przy małych naddatkach obróbkowych. zapewnia uzyskanie wymiarów w klasach dokładnoci IT 7-2 i chropowatoci powierzchni w klasach Najwaniejszymi cechami techniczno-uytecznymi s: a) due prdkoci skrawania ograniczone przede wszystkim rodzajem i jakoci spoiwa, a mianowicie: dla spoiw ceramicznych 25-35m/s, dla spoiw magnezytowych 40-45m/s, dla spoiw elastycznych (bakelit, guma) 50-80m/s. b) małe siły skrawajce przy stosunkowo duej składowej odporowej, oraz dua moc skrawania, c) konieczno obfitego chłodzenia w celu odprowadzenia duych iloci ciepła powstajcego przy skrawaniu z du prdkoci wieloma ostrzami o ujemnych ktach natarcia, d) ostrzenie (obciganie) ciernicy bez zdejmowania z wrzeciona, e) wysokie wymagania dokładnociowe (dosuw rzdu 1um), co pociga za sob konieczno spełnienia takich podstawowych warunków jak: dua sztywno układu, wysoka dokładno łoyskowania wrzecion i prowadnicowych, konieczno zapewnienia bardzo wolnych ruchów ustawczych, wyposaenie szlifierki w urzdzenia pomiarowo-kontrolne o wysokiej dokładnoci, itp. Klasyfikacja szlifierek: 1. Szlifierki do płaszczyzn. 2. Szlifierki do otworów. 3. Szlifierki do wałków kłowe. 4. Szlifierki do wałków bezkłowe. 5. Szlifierki do gwintów. 6. Szlifierki do kół zbatych. 7. Szlifierki specjalne i specjalizowane. 8. Szlifierki ostrzarki. 9. Osełkownice (gładzarki i dogładzarki). 10. Docierarki. 1

3 Klasyfikacja rodzajów i odmian szlifowania. wzdłune karuzelowe płaszczyzn czołowe wzdłune karuzelowe obwodowe przedmiotu nieruchomego (planetarne) poprzeczne na szlifierkach ogólnego przeznaczenia wewntrzne przedmiotu wirujcego wzdłune na okrgło bezkłowe bezkłowe zewntrzne wzdłune poprzeczne kształtowe kłowe 2

4 2. Podstawowe czynnoci wykonywane na ciernicach: Przyrzdy do obcigania ciernicy. Obciganie ciernicy ma na celu przywrócenie jej zdolnoci skrawania przy zachowaniu pewnego kształtu powierzchni roboczej. Do obcigania ciernic stosuje si obcigacze diamentowe lub krki karborundowe. Przyrzdy do obcigania mog by zamontowane na stole, wrzecienniku ciernicy lub korpusie konika. Do obcigania ciernic kształtowych na szlifierkach produkcyjnych s stosowane przyrzdy kopiowe. Wyrównowaanie ciernic. Przed załoeniem na wrzeciono ciernica wraz z obsad powinna by wyrównowaona statycznie. Aby usun szkodliwy wpływ niewyrównowaenia ciernicy wraz z wrzecionem w szlifierce do wałków pracujcych przy prdkoci szlifowania powyej 30m/s stosuje si urzdzenia wbudowane we wrzeciono, pozwalajce na wyrównowaenie układu wirujcego podczas pracy szlifierki. Urzdzenia takie działaj na zasadzie pomiaru amplitudy drga wrzeciona i oddziaływaniu przez elektroniczny układ sterujcy na połoenie masy kompensujcej umieszczony we wnce wrzeciona od strony ciernicy. Urzdzenia do chłodzenia. Wobec bardzo duej odpornoci ziaren skrawajcych ciernicy na wysokie temperatury chłodzenie w procesie szlifowania ma na celu przede wszystkim obnienie temperatury warstwy wierzchniej przedmiotu. Zwykle chłodziwo jest kierowane prze dysze midzy ciernic a przedmiot. Rzadziej doprowadza si chłodziwo przez ciernic, co wymaga stosowania ciernic wielko oporowych. Kada szlifierka ma przewanie własn instalacje wodnego chłodzenia, w skład, której wchodz: zbiornik osadniczy wolnostojcy lub umieszczony w łou, pompa z własnym napdem, przewody doprowadzajce, zawór regulacyjny i dysze wypływowe. Dla lepszego oddzielenia zanieczyszcze od cieczy spływajcej do zbiornika stosuje si filtry labiryntowe, magnetyczne, tamowe lub magnetyczno-tamowe. 3. Rodzaje szlifierek 3.1. Szlifierki do płaszczyzn. Przy szlifowaniu płaszczyzn i powierzchni kształtowych prostokrelnych na szlifierkach do płaszczyzn wystpuj nastpujce ruchy narzdzia (ciernicy) i przedmiotu obrabianego: a) ruch główny obrotowy ciernicy, b) ruch posuwowy wzdłuny lub obrotowy wykonywany zawsze przez przedmiot obrabiany zamocowany najczciej na stole szlifierskim, c) ruch posuwowy poprzeczny przerywany, wystpujcy w tych przypadkach, gdy szeroko lub rednica ciernicy jest mniejsza od szerokoci szlifowanej powierzchni, d) ruch dosuwowy, skierowany w głb materiału, odbywajcy si z przerwami w punktach zwrotnych posuwu wzdłunego, raz na jeden obrót stołu lub w sposób cigły. Sporód przedstawionych metod szlifowania najdokładniejsze jest szlifowanie obwodowe przy małej głbokoci g i duym posuwie poprzecznym, przy którym błd płaskoci obrabianej powierzchni nie przekracza 0,005mm na długoci 500mm, a uzyskana 3

5 chropowato powierzchni zawiera si w klasach Na szlifierkach do płaszczyzn mona obrabia równie powierzchnie płaskie i kształtowe metod szlifowania wgłbnego. Przy szlifowaniu czołowym, które jest wydajniejsze od szlifowania obwodowego, uzyskuje si powierzchnie płaskie z błdem nie przekraczajcym 0,02mm/1000mm na szlifierkach ze stołem obrotowym i 0,015mm/1000mm na szlifierkach ze stołem wzdłunym w 9-tej klasie chropowatoci obrabianej powierzchni. Waniejsze odmiany. Szlifierki do płaszczyzn wykazuj du rónorodno rozwiza konstrukcyjnych. Najbardziej s rozpowszechnione szlifierki do płaszczyzn obwodowe ze stołem prostoktnym, budowane w trzech podstawowych odmianach konstrukcyjnych: a) ze wzdłunym przesuwem stołu i poprzecznym przesuwem wrzeciennika, b) ze wzdłunym przesuwem stołu i poprzecznym przesuwem stojaka, na którym jest umieszczony przesuwny pionowo wrzeciennik, c) ze stołem krzyowym, o szerokoci szlifowania b<250mm, przeznaczone do dokładnych prac w narzdziowniach i warsztatach rzemielniczych. Szlifierki do płaszczyzn obwodowe ze stołem obrotowym pracuj w sposób cigły, co ułatwia ich automatyzacje i czyni przydatnymi do stosowania w produkcji wielkoseryjnej i masowej. Szlifowane przedmioty, przewanie niedue i o małej wysokoci, ustawia si na obwodzie płaskiego stołu magnetycznego. Przy uyciu uchwytu magnetycznego nie działajcego na wycinku stołu usuwanie i zakładanie przedmiotów moe si odbywa w trakcie szlifowania. Szlifierki do płaszczyzn czołowe charakteryzujce si du wydajnoci, uzyskiwan dziki temu, e szlifowanie odbywa si ciernic o duej rednicy obejmujc cał szeroko przedmiotu, w jednym przejciu, co pozwala na pominicie w wikszoci odmian mechanizmu posuwu poprzecznego. Rozrónia si nastpujce podstawowe odmiany szlifierek czołowych do płaszczyzn: a) ze stołem prostoktnym, przesuwnym wzdłunie albo nieruchomym, rzadziej krzyowym; b) ze stołem obrotowym o stałej osi obrotu lub przesuwnym, budowane czasami z pochylnym o niewielki kt wrzecionem ciernicy, stojakiem lub stołem, co ma na celu wyrównanie niekorzystnego wpływu zmiennej powierzchni; c) dwustronne, pracujce dwiema połoonymi przeciwlegle ciernicami, szlifujcymi równoczenie dwie płaszczyzny równolegle metod przelotow lub metod wcinania z oscylacyjnym ruchem przedmiotu, budowane s w układzie pionowym lub poziomym. Szlifierki zdzierarki s przeznaczone do wysokowydajnej obróbki płaszczyzn, przy duych naddatkach obróbkowych g=2,5-10mm, co pozwala na szlifowanie na nich przedmiotów bez obróbki wstpnej. Budowane s przez nieliczne firmy na wiecie jako obwodowe poziome albo czołowe poziome lub pionowe jedno- i dwustronne. Moc napdu szlifierek zdzierarek zawiera si w granicach kW, rednice ciernic segmentowych dochodz do 1500mm, dokładno wymiarowania wynosi 10um, nierównoległo szlifowania płaszczyzny +-5um. Wielko szlifierek do płaszczyzn okrela si przez podanie najwikszych wymiarów przedmiotu, jaki mona obrabia bez zmiany jego połoenia na stole szlifierki. Dla szlifierek ze stołem prostoktnym wymiarami tymi s: szeroko szlifowania h i długo szlifowania l. Jako podstawowe wielkoci szlifierek ze stołem obrotowym przyjmuje si najwiksz rednic szlifowanego przedmiotu i wysoko szlifowania h. 4

6 Sterowanie. Sporód ruchów, jakie wystpuj przy szlifowaniu płaszczyzn, s zautomatyzowane: prostoliniowo-zwrotny ruch posuwowy stołu, posuw poprzeczny i dosuw ciernicy do przedmiotu obrabianego. Sterowanie tych ruchów jest najczciej hydrauliczne lub elektrohydrauliczne, przy czym sygnały sterujce s uzyskiwane od zderzaków ustawionych w punktach zwrotnych drogi stołu. Pełn automatyzacje cyklu pracy stosuje si najczciej w szlifierkach czołowych. Cykl ten obejmuje: posuw stołu pod ciernic, zamknicie osłony, włczenie posuwu stołu i dopływu chłodziwa, posuw ciernicy do przedmiotu, szlifowanie zgrubne i wykaczajce, wyiskrzanie, odskok ciernicy od przedmiotu i wyłczenie pozostałych ruchów w odwrotnej kolejnoci. Wymiarowe sterowanie dosuwem, przy równoczesnej cigłej kontroli wymiarów przedmiotów podczas obróbki, jest stosowanie w szlifierkach do płaszczyzn w znacznie wyszym zakresie ni np. w szlifierkach do wałków, głównie ze wzgldu na trudne warunki kontroli. Dlatego czciej korzysta si ze rodków kontroli poredniej, jak pomiar przesunicia wrzeciennika lub ciernicy, bd okresowy pomiar oszlifowanych przedmiotów. obwodowe: obwodowo czołowe: czołowe: lady obróbki Przykładowe konstrukcje szlifierek do płaszczyzn Szlifierki do płaszczyzn ze stołem obrotowym: a) obwodowa, b) czołowa 5

7 Zasada pracy szlifierek do płaszczyzn czołowych dwustronnych: a) szlifowanie przelotowe z posuwem prostoliniowym, b) i c) szlifowanie przelotowe z posuwem obrotowym 3.2. Szlifierki do otworów. Charakterystyka i przeznaczenie. jest jednym z podstawowych sposobów wykoczajcej obróbki otworów, umoliwiajcym uzyskanie wymiaru rednicy z dokładnoci ±1-2µm i chropowatoci powierzchni w klasach Oprócz podstawowego zadania, jakim jest obróbka powierzchni walcowych wewntrznych i stokowych, na szlifierkach do otworów mona równie szlifowa czoła i powierzchnie przy jednym zamocowaniu przedmiotu. Ruch główny obrotowy wykonuje ciernica zamocowana na kocu przedłuki osadzonej na wrzecionie. Posuw obrotowy wykonuje najczciej przedmiot obrabiany, rzadziej wrzeciono wraz ze ciernic. Stosuje si dwie podstawowe metody szlifowania przedmiotów: a) wzdłune z dosuwem stopniowym w kocach skoku ciernicy lub z dosuwem cigłym (ostatnie przejcie i wyiskrzenie bez dosuwu); b) poprzeczne (wcinajce), przy którym wystpuje dosuw wgłbny cigły ciernicy wzgldem przedmiotu. Wielkoci szlifierek do otworów okrelaj: rednica szlifowania d, oznaczajca najwiksz rednic otworu, jaki mona szlifowa na danej szlifierce, i długo szlifowania l, któr okrela si jako najwiksz długo otworu, jaki mona szlifowa przy jednym nieprzerwanym przesuwie wzdłunym ciernicy lub obrabianego przedmiotu. Podstawowe odmiany Najbardziej s rozpowszechnione szlifierki do otworów z obracajcym si przedmiotem, przeznaczone do obróbki przedmiotów, które daj si zamocowa w obracajcym si uchwycie trójszczkowym, specjalnym magnetycznym albo tulei sprynujcej. W zalenoci od zakresu moliwych do wykonania operacji szlifierki dziel si na: a) produkcyjne, przeznaczone do obróbki otworów walcowych i stokowych w produkcji rednio- i wielkoseryjnej, pracujcej w cyklu automatycznym, przystosowane równie do pracy w automatycznych liniach obrabiarek; b) uniwersalne, przeznaczone do obróbki otworów walcowych i stokowych, płaskich powierzchni czołowych oraz powierzchni walcowych i stokowych zewntrznych, w produkcji jednostkowej i mało seryjnej, mog by równie przystosowane do pracy 6

8 w cyklu automatycznym, co pozwala na ich ekonomiczne zastosowanie w produkcji rednio- i wielkoseryjnej. Najczciej s budowane w odmianie konstrukcyjnej z przesuwnym wzdłunie wrzecionem ciernicy, ustawionym na długim stole, którego jeden koniec wychodzi poza mostek wrzeciennika przedmiotu. Szlifierki do otworów obiegowe s przeznaczone do obróbki otworów w przedmiotach o skomplikowanych kształtach zewntrznych. Podczas szlifowania przedmiot jest nieruchomy, a obraca si wrzeciono ciernicy dookoła osi własnej i dookoła osi szlifowanego otworu. Szlifierki do otworów obiegowe s budowane z poziom lub pionow osi wrzeciona, przy czym te ostatnie, wyposaone w stół krzywy o duej dokładnoci ustawczej, s nazywane szlifierkami współrzdnociowymi. Szlifierki do otworów bezuchwytowe znajduj zastosowanie do obróbki tulei z piercieniami, których wewntrzne i zewntrzne powierzchnie powinny by dokładnie współosiowe. Podczas szlifowania bezuchwytowego przedmiot podparty jest na dwóch rolkach prowadzcych oraz na tarczy posuwowej, która hamuje przedmiot nadajc mu prdko obwodow w przyblieniu równ swojej. ciernica robocza wykonuje ruch obrotowy dokoła własnej osi, wzdłuny ruch posuwowy i dosuw wgłbny. Odmian szlifowania bezkłowego otworu test tzw. na podporach lizgowych, dociskanych dwiema rolkami do płaskiej tarczy osadzonej na wrzecionie przedmiotu. Stały docisk piercienia do podpór uzyskuje si dziki mimorodkowemu ustawieniu (e) osi piercienia wzgldem osi obrotu wrzeciona. Układ kinematyczny i hydrauliczny. Podstawowymi zespołami układu kinematycznego i hydraulicznego szlifierek do otworów s: a) wrzeciennik ciernicy napdzany szybkobienym silnikiem elektrycznym wbudowanym lub turbin pneumatyczn, bd porednio przez przekładnie pasow z pasem płaskim; b) wrzeciennik przedmiotu z napdem niezalenym stopniowym lub bezstopniowym c) zespół hydraulicznego napdu posuwów z pomp o stałej wydajnoci i dławieniow regulacj prdkoci; d) mechanizmy ruchów dosuwowych, które powinny umoliwia dosuw rczny i stopniowy, oraz dosuw automatyczny cigły lub stopniowy uzyskiwany przewanie za 7

9 porednictwem mechanizmu zapadkowego z napdem elektrycznym lub hydraulicznym i przekładni rubowej tocznej; e) mechanizmy rcznego posuwu stołu, skrtu wrzeciennika przedmiotu oraz ustawienia i wprowadzenia do pracy urzdzenia do obcigania ciernicy. W szlifierkach uniwersalnych wystpuje dodatkowo urzdzenie do szlifowania powierzchni czołowych, pracujce ciernic garnkow osadzon na wrzecionie ułoyskowanym w odchylno-przesuwnym ramieniu. Widok ogólny szlifierki do otworów Przykładowy schemat kinematyczny szlifierki do otworów; 1 wrzeciennik ciernicy; 2 wrzeciennik przedmiotu; 3 skrzynka przekładniowa; 4 stół; 5 cylinder hydrauliczny; 6 zespół hydrauliczny; 7 zbiornik oleju; 8 tarcza rcznego posuwu; 9 elektromagnes mechanizmu zapadkowego; 10 rkoje do wyzbiania kół; 23, 24 - koła osadzone na wale mimorodkowym; 11 kółko rcznego przesuwu stołu; 12 cylinder hydrauliczny blokady przesuwu stołu Sterowanie. Pełny cykl wzdłunego szlifowania otworów składa si z nastpujcych po sobie faz, przy czym liczba faz moe wynosi 1-3 w zalenoci od naddatku na szlifowanie. Sterowanie kolejnymi fazami cyklu moe by rczne lub automatyczne. Przy sterowaniu automatycznym 8

10 sygnały dla zakoczenia jednej fazy cyklu i rozpoczcia nastpnej s nadawane do układu sterujcego przez urzdzenie, za pomoc, którego sprawdza si rednic szlifowanego otworu. W zalenoci od sposobu kontroli rozrónia si trzy podstawowe systemy automatycznego sterowania cyklem pracy szlifierek do otworów: a) system poredniego sterowania wymiarowego, polegajcy na tym, e ostatni wymiar szlifowanego otworu uzyskuje si przez nadanie ciernicy cile okrelonego dosuwu po jej obcigniciu diamentem, którego połoenie wzgldem osi otworu jest niezmienne. Do sterowania kolejnoci poszczególnych faz cyklu moe słuy krzywa spryna z mechanizmem dosuwu lub czujnik mierzcy poprzecznie przesunicia sa poprzecznych wrzeciennika ciernicy; b) system stałych sprawdzianów stopniowych, polegajcy na tym, e przy powrotnym posuwie wzdłunym ciernicy wprowadza si przez wrzeciono do szlifowanego otworu tłoczkowy sprawdzian dwustopniowy, który po wejciu w otwór nadaje przez nacinicie łcznika drogowego sygnał o zakoczeniu fazy szlifowania zgrubnego i wykaczajcego. System ten jest stosowany przy szlifowaniu otworów przelotowych gładkich lub rowkowych o rednicach do 80mm; c) system przyrzdów kontrolnych stykowych z kocówkami wprowadzanymi do szlifowanego otworu od strony ciernicy, które przez zwieranie odpowiednich styków w urzdzeniu kontrolnym steruj kolejnymi fazami cyklu szlifowania. otworu Walcowego Stokowego przy przelotowego skrconym wrzecienniku Walcowego z odsadzeniem jednostronnym Walcowego z odsadzeniem dwustronnym W pier. zamoc. w uchwycie magnet. powierzchni: Czołowej przy skrconym wrzecienniku przedmiotu Czołowej za pomoc urzdzenia do szlifowania czół Walcowej zewntrznej (dwoma sposobami) 3.3 Szlifierki do wałków kłowe. Podstawowym przeznaczeniem tych szlifierek jest obróbka zewntrzna powierzchni walcowych i stokowych na przedmiotach w kształcie wałków, ustalonych w kłach wrzeciona przedmiotu i konika. Wikszo szlifierek do wałków jest przystosowana do obróbki przedmiotów krótkich, mocowanych w uchwycie osadzonym na kocówce wrzeciona przedmiotu. Wielko szlifierki do wałków kłowej okrela najwiksza rednica szlifowania d i rozstaw kłów L. 9

11 W zalenoci od zakresu przewidzianych zastosowa w produkcji szlifierki do wałków dzieli si na: a) produkcyjne, ze stołem skrtnym w granicach ±6, bez skrtu wrzeciennika przedmiotu i ciernicy, przeznaczone do szlifowania powierzchni walcowych i stokowych oraz powierzchni czołowych, pracuje w cyklu automatycznym b) uniwersalne, ze stołem skrtnym w granicach ±8, skrtnym wrzeciennikiem przedmiotu ±90 i skrtnym wrzeciennikiem ciernicy w zakresie 180, umoliwiajce szlifowanie powierzchni zewntrznych walcowych i stokowych o duej zbienoci, powierzchni czołowych, a przy uyciu specjalnego odchylnego ramienia równie otworów walcowych i stokowych w przedmiotach mocowanych w uchwycie magnetycznym lub szczkowym. Wród szlifierek produkcyjnych do wałków rozrónia si szlifierki produkcyjne zwykłe (w normalnym wykonaniu) i uproszczone np. przeznaczone wyłcznie do szlifowania metod wcinania, skrócone przeznaczone do szlifowania wyłcznie krótkich wałków, czopów i tulei mocowanych w uchwycie wrzeciona przedmiotu. Układ kinematyczny i hydrauliczny. Szlifierki do wałków s obrabiarkami o prostych ruchach kształtowania. Składowe ruchy kształtowania obrotowy ciernicy i przedmiotu oraz prostoliniowy stołu s od siebie nie zalene, std układy kinematyczne szlifierek do wałków s stosunkowo proste. Podstawowymi zespołami układu kinematycznego szlifierki do wałków s: a) wrzeciennik ciernicy z wrzecionem napdzanym silnikiem elektrycznym przez przekładnie pasow, b) wrzeciennik przedmiotu z wrzecionem, które moe by unieruchomione (szlifowanie w nieruchomych kłach) albo moe si obraca, c) napd stołu, przewanie hydrauliczny z dławieniow regulacj prdkoci, umoliwia uzyskanie prostoliniowo-zwrotnego ruchu stołu z przystankami czasowymi w punktach zwrotnych, d) mechanizmy dosuwu ciernicy: - dosuwu stopniowego wystpujcego przy kadym nawrocie stołu lub tylko w jednym połoeniu zwrotnym, uzyskiwanego przez napdzany hydraulicznie mechanizm zapadkowy z moliwoci stopniowania w dwóch zakresach - dowuwu bezporedniego, nastawionego w granicach 0,05 1,5mm/min, wykorzystywanego przy szlifowaniu poprzecznym, e) mechanizm przesuwu ciernicy w kierunku do i od przedmiotu obrabianego, f) mechanizmy rcznych posuwów stołu u wrzeciennika ciernicy. Oprócz tego w wielu szlifierkach do wałków stosuje si mechanizmy oscylacyjnego ruch ciernicy w kierunku równoległym do jej osi obrotu wykorzystywanego przy szlifowaniu krótkich czopów i szyjek o szerokoci nieznaczne przekraczajcej szeroko ciernicy. 10

12 Przykładowy schemat kinematyczny szlifierki do wałków uniwersalnej; 1- wrzeciennik przedmiotu; 2 wrzeciono przedmiotowe; 3 przekładnia pasowa bezporednia; 4 wrzeciennik ciernicy; 5 urzdzenie do szlifowania wewntrznego; 6 stół; 7 cylinder hydrauliczny napdu stołu; 9 sprzgło rcznego posuwu stołu przesuw powolny przesuw szybki ; 10 cylinder hydrauliczny bezstopniowego posuwu poprzecznego wrzeciennika ciernicy; 11 mechanizm zapadkowy precyzyjnego dosuwu ciernicy; 12 kółko rcznego dosuwu ciernicy; 13 silnik hydrauliczny wahadłowy powodujcy szybki odskok ciernicy od szlifowanego przedmiotu; 14 cylinder hydrauliczny szybkiego przesuwu ciernicy; 15 pompa zbata; 16, 17 zespół sterowania hydraulicznego; 18 konik ( docisk koła spryn, wycofanie hydrauliczne ); 19 zatrzask do unieruchomienia wrzeciona. Wrzeciennik szlifierki do wałków: 1 korpus wrzeciennika, 2 wrzeciono, 3 obsada ciernicy, 5 osłona ciernicy, 6 silnik napdu wrzeciona, 7 przekładnia pasowa, 8 silnik napdu pompy olejowej, 9 mechanizm oscylacyjnego ruchu wrzeciona, 10 ruba pocigowa, 11 sprzgło wielozbkowe Sterowanie. Charakterystyczn cech szlifierek do wałków jest wieloprzejciowy, poprzeczno-wzdłuny cykl ruchów ciernicy wzgldem obrabianego przedmiotu. Wzdłune ruchy posuwowe stołu oraz dosuw stopniowy w połoeniach zwrotnych s sterowanie automatycznie przez zderzaki zamontowane do stołu, natomiast kolejno i drogi poprzecznych ruchów wrzeciennika 11

13 ciernicy mog by sterowane rcznie albo automatycznie. Pełn automatyzacj cyklu roboczego wprowadza si zwykle w szlifierkach do wałków produkcyjnych, a czciowo w uniwersalnych. Najnowsze rozwizania konstrukcyjne szlifierek produkcyjnych zapewniaj szybki dosuw ciernicy do zetknicia si z przedmiotem (do pojawienia si pierwszych iskier) i nastpnie samoczynne przesterowanie na dosuw wcinajcy. W celu usunicia błdów kształtu szlifowanego wałka, powstałych na skutek odkształce układu, szlifowanie w kocowej fazie odbywa si bez dosuwu. Po przeszlifowaniu okrelanej iloci elementów przeprowadza si obciganie ciernicy. Najlepsze wyniki, jeli chodzi o wydajno i dokładno, daje sterowanie poprzecznych ruchów ciernicy w funkcji wymiarów szlifowanego przedmiotu. Polega ona na zastosowaniu przyrzdu, który kontroluje podczas obróbki rednic szlifowanego przedmiotu i nadaje sygnały do układu sterowniczego lub sygnalizacyjnego. Widok ogólny szlifierki kłowej 3.4. Szlifierki do wałków bez kłowe. Głównymi zaletami szlifierek bezkłowych s: proste, łatwe i sztywne podparcie przedmiotu podczas obróbki, dua wydajno szlifowania, wysoka dokładno oraz łatwo automatyzacji. Zasada działania. Szlifowany wałek, wsparty na podpórce, jest wprawiany w ruch obrotowy przez ciernic robocz i równoczenie hamowany sił tarcia przez tarcz posuwow. ma miejsce, gdy jest spełniony warunek: p µ N = P < µ P z p p t t n 1 ciernica robocza, 2 tarcza posuwowa, 3 przedmiot obrabiany, 4 podtrzymka. 12

14 Aby otrzyma prawidłowy, kołowy kształt przedmiotu w przekroju poprzecznym, o przedmiotu nie moe lee na linii łczcej rodki ciernicy roboczej i tarczy posuwowej, ale nieco wyej przy szlifowaniu przedmiotów krótkich i nieco niej przy szlifowaniu długich prtów. Rozrónia si dwie podstawowe metody szlifowania bezkłowego: a) przelotowe ( wzdłune ), przy którym podczas szlifowania przedmiot przesuwa si równolegle wzdłu osi obrotów ciernicy roboczej, tarcza posuwna jest nachylona pod ktem 2-6, ta metoda pozwala na szlifowanie przedmiotów walcowych bez wystpów skierowanych na zewntrz. b) wgłbne ( poprzeczne ), stosowane do obróbki na gotowo wałków cylindrycznych stopniowych, stokowych lub o tworzcej krzywoliniowej, przy czym naddatek na szlifowanie moe by znacznie wikszy ni przy szlifowaniu przelotowym ( 0,2-0,4mm, z przy szlifowaniu z pełnego nawet wicej), połoenie przedmiotów w kierunku wzdłunym ustala zderzak, do którego przedmiot jest lekko dociskany przez tarcze posuwow skrcon o kt 0,5 1 w stosunku do osi ciernicy roboczej. Ze wzgldu na zasad pracy rozrónia si: a) szlifierki bezkłowe obwodowe, pracujce obwodem ciernicy b) szlifierki bezkłowe czołowe, pracujce czołem ciernicy, której o obrotu jest prostopadła do osi obrotu przedmiotu, a dwie tarcze posuwowe s umieszczone z drugiej strony przedmiotu przedmiotu podobnie jak w szlifierkach bezkłowych obwodowych. Szlifierki bezkłowe obwodowe s budowane najczciej ze stał podtrzymk (nieprzesuwn w kierunku poprzecznym) i przesuwnymi poprzecznie wrzeciennikami ciernicy roboczej i tarczy posuwowej. Dziki temu o przedmiotu szlifowanego zachowuje niezmienne połoenie, co ułatwia doprowadzenie przedmiotu za pomoc automatycznych podajników. Obciganie ciernicy roboczej i tarczy posuwowej odbywa si za pomoc dwóch oddzielnych przyrzdów umieszczonych z tylniej strony tarczy poza stref obróbki. Automatyzacja cyklu pracy. Szlifierki bezkłowe mog pracowa w cyklu sterowanym rcznie albo w cyklu automatycznym. Przy szlifowaniu przelotowym pracuj nieprzerwanie, zatrzymuj si po wyczerpaniu materiału nagromadzonego w podajniku. Cykle pracy przy szlifowaniu wgłbnym powtarzaj si czciej i s bardziej złoone, gdy wymagaj kadorazowo dosunicia ciernicy do przedmiotu i wycofania do połoenia wyjciowego, przy czym cykl pracy obejmuje przewanie zabiegi wyiskrzania. Automatyczna praca szlifierki obejmuje równie czynnoci obcigania ciernicy roboczej. Obciganie ciernicy roboczej odbywa si okresowo po czasie nastawionym przekanikiem czasowym lub po przeszlifowaniu okrelonej liczby przedmiotów. Widok ogólny szlifierek bezkłowych 13

15 Przykład szlifowania bezkłowego przedmiotów o złoonych kształtach: a) szlifowanie wgłbne wałka stopniowego, b) szlifowanie przelotowe gwintu, c) szlifowanie przelotowe rolek stokowych, d) szlifowanie wgłbne wałka stokowego, szlifowanie kuli (1 ciernica robocza, 2 tarcza posuwowa, 3 i 4 obcigacze do obcigania ciernicy i tarczy posuwowej 3.5. Szlifierki do gwintów. stosuje si przy obróbce z materiału pełnego gwintów w przedmiotach hartowanych oraz dokładnych gwintów obrobionych wstpnie rub pocigowych i pomiarowych, limaków, frezów limakowych, gwintowników itp. Najdokładniejsze, ale najmniej wydajne, jest szlifowanie wzdłune ciernic kształtow pojedyncz, stosowane do wykaczajcej obróbki gwintów o skokach h<6mm. Cykl szlifowania jest najczciej wieloprzejciowy, przy czym obróbka gwintu odbywa si przy ruchu prostoliniowym P przedmiotu tylko w jedn stron. Powrotny ruch Pp odbywa si ze zwikszon prdkoci przy lekko odsunitej ciernicy. Przy szlifowaniu t metod o ciernicy jest pochylona do osi obrabianego gwintu pod ktem wzniosu linii rubowej. Pozostałe metody stosuje si przy szlifowaniu gwintów bez obróbki wstpnej w przedmiotach sztywnych, przy czym przy szlifowaniu wgłbnym gwint zostaje obrobiony na całej długoci w czasie jednego obrotu przedmiotu. wzdłune dwuprzejciowe wymaga stosowania urzdzenia do usuwania martwego ruchu przedmiotu wzgldem ciernicy przy zmianie jego kierunku obrotów. Wszystkie wymienione metody szlifowania jedno- i wielokrotnych gwintów zewntrznych s moliwe do zrealizowania na uniwersalnych szlifierkach do gwintów, przystosowanych równie do szlifowania gwintów wewntrznych, zbatek, gwintów stokowych, rowków obwodowych itp. Szlifierki uniwersalne do gwintów nale do najdokładniejszych i najdroszych obrabiarek. 14

16 Uproszczony schemat uniwersalnej szlifierki do gwintów Metody szlifowania gwintów: a) wzdłune ciernic pojedyncz, b) wgłbne ciernic wielorowkow, c) wzdłune jednoprzejciowe ciernic wielorowkow, d) wzdłune dwuprzejciowe ciernic wielorowkow, e) szlifowanie czci roboczej gwintownika (tzw. zaszlifowanie) 3.6. Szlifierki do kół zbatych. Szlifierki do uzbie s przeznaczone do wykoczajcej obróbki zbów hartownych (HRC > 56), jak równie, zbów niehartownych, jeli dokładno wykonania uzbienia innymi metodami jest niewystarczajca. Najbardziej rozpowszechnione s szlifierki do uzbie zewntrznych kół zbatych walcowych, zarówno o zbach prostych jak i rubowych. uzbie wewntrznych o kołach zbatych walcowych wymaga zastosowania specjalnej głowicy szlifierskiej i nie zawsze jest moliwe ze wzgldu na przyjt metod szlifowania i wynikajc std konstrukcj szlifierki. zbów w kołach zbatych stokowych jest operacj kłopotliw i długotrwał i dlatego stosowane jest stosunkowo rzadko. Zby walcowych kół zbatych mona szlifowa metodami kształtowymi albo obwiedniowymi. uzbie kół zbatych stokowych wykonuje si tylko metodami obwiedniowymi. Szlifierki do uzbie kół zbatych walcowych s pod wzgldem konstrukcyjnym obrabiarkami do skomplikowanymi, wymagajcymi wysokiej dokładnoci wykonania (precyzyjne mechanizmy posuwu, usuwanie luzów w mechanizmach ruchów podziałowych i odtaczania, kompensacja zuycia ciernicy i in.) i dlatego budowane s przez nieliczne firmy na wiecie. Do najbardziej rozpowszechnionych szlifierek obwiedniowych do uzbie nale szlifierki firmy Nile. Układ kształtowania zarysu ewolwenty i linii zba w tej szlifierce jest analogiczny jak w dłutownicy Maaga. Szlifierki do uzbie kół stokowych budowane s tylko dla kół zbatych stokowych o zbach prostych i skonych, albo dla kół stokowych 15

17 o sbach łukowo kołowych. Zasady pracy szlifierek do uzbie nie róni si od zasad pracy obrabiarek do nacinania zbów noami strugarskimi albo głowicami noowymi, które w szlifierkach zastpiono dwiema pochylonymi wzgldem siebie ciernicami tworzcymi zarys wrbu zbatki piercieniowej (przy szlifowaniu zbów prostych i skonych), albo przez jedn ciernic garnkow (przy szlifowaniu zbów łukowo kołowych) Szlifierki specjalne i specjalizowane. Z wielu typów szlifierek specjalnych, przeznaczonych do obróbki okrelonych powierzchni lub przedmiotów, najbardziej znane i rozpowszechnione s: a) szlifierki do wielowypustów, słuce do wykoczeniowej obróbki wałków wielowypustowych, b) szlifierki do wałów korbowych, przeznaczone do szlifowania czopów i powierzchni bocznych wałów korbowych, c) szlifierki do wałków rozrzdczych pracujce najczciej metod metod kopiowania mechanicznego z wzornika, d) szlifierki do walców, przeznaczone do zgrubnego i wykoczeniowego szlifowania walców hutniczych, papierniczych, włókienniczych i innych o rednicach do1600mm i długociach 6m, e) szlifierki karuzelowe, o pionowej osi stołu, słuce do zewntrznego i wewntrznego szlifowania powierzchni walcowych i stokowych w przedmiotach o duej rednicy i małej wysokoci np. piercieni duych łoysk tocznych, f) szlifierki do piercieni normalnych łoysk tocznych, budowane zwykle jako w pełni zautomatyzowane, przystosowane do pracy w liniach obrabiarek, g) szlifierki do nakiełków, słuce do poprawienia nakiełków w przedmiotach zahartowanych, h) szlifierki do prowadnic, umoliwiajce dokładn obróbk w jednym zamocowaniu powierzchni prowadnic łó obrabiarek i innych maszyn, i) szlifierki profilowe, słuce do szlifowania powierzchni kształtowych w przedmiotach płaskich, wyposaone czsto w ekran do obserwacji szlifowanego zarysu w powikszeniu. Szlifierki specjalizowane s najczciej odmianami szlifierek ogólnego przeznaczenia przystosowanym do zawonego zakresu robót, np. do szlifowania gniazd stokowych we wrzecionach obrabiarek Szlifierki ostrzałki. Szlifierki ostrzałki słu do ostrzenia zarówno narzdzi nowych jak i stpionych podczas skrawania. Konstrukcja ostrzałek jest dostosowana do rodzaju narzdzi. Ze wzgldu na przeznaczenie, zwłaszcza do prac w wielkiej seryjnej produkcji narzdzi, ostrzałki naley zaliczy do obrabiarek specjalnych. Rozrónia si wic ostrzałki do noy tokarskich, do wierteł, do głowic frezowych, do frezów limakowych, do narzynek, do gwintów, do pił, do przecigaczy i innych. Od zasady tej odbiegaj jedynie ostrzałki uniwersalne o wielostronnym zastosowaniu, przeznaczone w pierwszym rzdzie do ostrzenia narzdzi wieloostrzowych, jak frezy, głowice frezowe, rozwiertarki i gwintowniki, a ponadto przy uyciu specjalnego wyposaenia do ostrzenia noy tokarskich i wierteł oraz szlifowania wałków, otworów, płaszczyzn i powierzchni kształtowych. Charakterystyczn cech szlifierek ostrzałek jest dua liczba (5-6) ruchów ustawczych narzdzia wzgldem przedmiotu obrabianego, co wynika z rónorodnoci kształtów ostrzonych narzdzi. Wrzeciono ma najczciej dwie kocówki do 16

18 osadzenia ciernicy tarczowej i garnkowej. Praca szlifierki wymaga obsługi rcznej. Mechanizacja i automatyzacja pracy ogranicza si do zastosowania mechanicznego lub hydraulicznego napdu stołu w kierunku wzdłunym, samoczynnych nawrotów stołu i automatycznego podziału przy ostrzeniu narzdzi wieloostrzowych Osełkownice (gładzarki i dogładzarki). Osełkownice s przeznaczone do wykaczajcej obróbki powierzchni walcowych wewntrznych i zewntrznych drobnoziarnistymi osełkami, dociskanymi elastycznie do obrabianej powierzchni. Rozrónia si: a) osełkownice długoskokowe (zwane te gładzarkami albo honownicami), przeznaczone głównie do wykoczajcej obróbki otworów rozprn głowic narzdziow w której zamocowane s osełki; podczas obróbki przedmiot jest nieruchomy, a głowica, osadzona elastycznie we wrzecionie, wykonuje ruch posuwisto zwrotny z prdkoci 3-16 m/min o skoku nieco wikszym od długoci obrabianej powierzchni oraz ruch obrotowy z prdkoci obwodow m/min budowane przewanie w układzie pionowym dla maksymalnych rednic otworów mm i skoków mm; uzyskiwana dokładno obrobionej rednicy w klasie IT3 IT4, dokładno kształtu 2 5 µm, chropowato powierzchni w klasie 9 13, b) osełkownice oscylacyjne dogładzarki przeznaczone do wykoczajcej obróbki wałów głowicami pojedynczymi lub wielokrotnymi z osełkami, wykonujcymi poosiowy szybki ruch oscylacyjny o skoku 2 6 mm i czstoci 5 50 Hz, za obrabiany przedmiot, ustalony w kłach lub midzy walcami posuwowymi, obraca si z prdkoci obwodow ok. 15m/min i równoczenie przesuwa si wzdłu swojej osi ok. 0,1 mm/obr; budowane jako samodzielne obrabiarki w układzie poziomym lub jako przyrzdy do osełkowania oscylacyjnego zakładane na inne obrabiarki (tokarki, szlifierki); uzyskiwana dokładno obróbki w klasie IT3 IT4, przy bardzo wysokiej gładkoci powierzchni w klasach Osełkownica długoskokowa pionowa: a) uproszczony schemat kinematyczny (1 podstawa, 2 stół, 3 stojak, 4 skrzynka przekładniowa, 5 wrzeciennik (przesuwny pionowo), 6 cylinder hydrauliczny napdu ruchu prostoliniowo-zwrotnego głowicy roboczej, 7 wał napdowy, 8 głowica robocza, 9 przedmiot obrabiany, 10 zespół hydrauliczny), b) głowica robocza 17

19 Osełkownica krótkoskokowa: a) uproszczony schemat kinematyczny (1 skrzynka przekładniowa, 2 głowica robocza, 3 sanie poprzeczne, 4 sanie wzdłune, 5 cylinder hydrauliczny, przesuwany razem z saniami (4), tłoczysko, nieruchome), b) mechanizm korbowy napdu ruchu oscylacyjnego, W ruch obrotowy, P ruch posuwowy cigły, P 0 ruch oscylacyjny Docierarki. Docierarki s przeznaczone do maszynowego docierania obrobionych uprzednio na szlifierkach powierzchni płaskich i walcowych przedmiotów niewielkich, od których wymaga si po obróbce wysokiej klasy chropowatoci powierzchni (10 14) i duej dokładnoci wymiarowo - kształtowej. Podczas docierania przedmiot obrabiany i narzdzie (docierak) w postaci eliwnej tarczy lub ciernicy wykonuj wzgldem siebie złoony ruch w stale zmieniajcych si kierunkach. Midzy powierzchnie przedmiotu i narzdzia wprowadza si luny materiał cierny (elektrokorund, szmergiel lub wglik krzemu) unoszony przez ciecz smarujc (mieszanina nafty i oleju). W zalenoci od konstrukcji docierarki do płaszczyzn, do wałków i uniwersalne dziel si na: - jednotarczowe (jednostronne), w których narzdziem jest jedna obracajca si tarcza robocza, na której ułoone s przedmioty w oprawkach dociskanych z góry za pomoc uchwytów, - dwutarczowe albo dwustronne, w których obrabiane przedmioty umieszczone w wielogwiazdowej tarczy prowadzcej, wykonuj mimorodowy obiegowy ruch wzgldem dwóch tarcz roboczych umieszczonych jedna nad drug, obracajcych si w t sam lub przeciwne strony. Wielko naddatku obróbkowego przy docieraniu nastawia si przewanie przekanikiem odmierzajcym czas obróbki. Docierarki do otworów charakteryzuj si tym, e obraca si tylko narzdzie (docierak cylindryczny), a przedmiot obrabiany jest trzymany w rku lub w wahadłowym uchwycie, wykonujc ruch posuwisto zwrotny. 18

20 Docierarka tarczowa dwustronna schemat kinematyczny: T1 tarcza robocza górna, T2 tarcza robocza dolna, S separator, 1 łoe, 2 słup, 3 korpus górny odchylny na boki, 4 skrzynka prdkoci tarczy roboczej górnej, 5 cylinder hydrauliczny docisku tarczy górnej, 6 przekładnia bezstopniowa napdu tarczy dolnej, 7 zespół hydrauliczny 4. Zalecenia dotyczce sprawozdania W sprawozdaniu naley umieci nastpujce zagadnienia: 1. Cel wiczenia. 2. Charakterystyk szlifierek znajdujcych si w laboratorium. 3. Moliwoci obróbkowe tych szlifierek. 4. Wnioski. Literatura: 1. Kosmol J.: Automatyzacja obrabiarek i obróbki skrawaniem. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne Wrotny L. T.: Obrabiarki skrawajce do metalu. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne Wrotny L. T.: Podstawy konstrukcji obrabiarek. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne Paderewski K.: Vademecum obrabiarek skrawajcych. Wydawnictwo Naukowo- Techniczne