УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВНУТРЕННЕГО ШЛИФОВАНИЯ ПОВЫШЕННОЙ ТОЧНОСТИ
HIGH-PRECISION INNER SURFACE GRINDING DEVICE

Данное устройство относится к области станко- и машиностроения и может быть использовано в станкостроительной и инструментальной промышленности для шлифования внутренних цилиндрических и конических отверстий прецизионных деталей, а также в ремонтном, единичном и мелкосерийном производстве.
Наиболее распространенный метод изготовления подобных деталей заключается в базировании детали в трехкулачковом патроне и жестком люнете с тремя опорами. При этом точность базирования не превышает 0.01 мм. Дополнительно накладывается биение шпинделя самого станка, которое редко бывает меньше 0.003 мм.
Патентный поиск, а также исследование научно-технической литературы позволило найти изобретение по патенту RU 2287420 С2, которое аналогично нашему, но имеет существенные недостатки:
1. сложность изготовления всего приспособления и длительность его наладки.
2. необходимость иметь набор пластин под каждый базовый диаметр, (по чертежу 25 деталей).
3. самое узкое место данной конструкции - гибкий элемент в виде сильфона (дет.9). Данное устройство дает некоторую свободу детали в осевом направлении (в зависимости от тщательности изготовления). Чтобы от них избавиться автор патента (1) предлагает ввести упор 33 с твердосплавным наконечником 34. В принципе необходимо два упора, чтобы исключить перемещение детали, следовательно необходимо две торцевых поверхности с высокой степенью точности обработки (до 0,001 мм). Данное устройство позволяет шлифовать только цилиндрические поверхности с заявленной точностью. Техническим результатам изобретения является повышение точности изготовления
внутренних цилиндрических и конических отверстий, что позволяет изготавливать детали высокой и особо высокой точности, такие как контрольные оправки, претензионные шпиндели и подобные им, когда необходимо получить высокую соосность между базовыми поверхностями и внутренним конусом, либо конуса с торцом в пределах десятых долей микрона. Округлость детали по внутреннему диаметру уменьшается в 2-3 раза. Отсутствует трение по базовой поверхности. Метод ценен еще и тем, что позволяет контролировать точность изготовления детали прямо на станке.
Указанный технический результат достигается тем, что для базирования по центровому отверстию применяется специальное устройство и штатный люнет. При работе изделие опирается на люнет и одновременно поджимается к центру станка с помощью упомянутого устройства, поводок которого вращает деталь.
Устройство представлено на фотографиях, где:
на фиг.1 изображен стандартный шлифовальный станок, используемый для установки устройства.
на фиг.2 - вид устройства установленного на станок.
на фиг.3 - вид устройства в работе.
Устройство состоит из пружин 1 (фиг.2), которые через хомут 3 (фиг.2) прижимают деталь 6 к неподвижному центру 8 (фиг.2) шлифовального станка. Хомут 3 содержит болты 10 (фиг.2), которые фиксируют хомут 3 на детали 6. К этим же болтам 10 кренятся пружины 1. На передней бабке пружины 1 крепятся на вставках 2 (фиг.2). На передней бабке кренится водило 5 (фиг.2), которое передает вращение на хомут 3 через поводок 4 (фиг.2).
Работает устройство следующим образом. Обработка проводится на универсальном круглошлифовальном станке после шлифовки детали в центрах, при этом контроль изготовления по биению производится пружинной головкой ИПМ с ценой деления 0,0002 мм.
Выполняются следующие операции:
1. Под деталь устанавливается штатный люнет 11 (фиг.3) с тремя опорами. Пока деталь в центрах, подводятся кулачки люнета (фиг.3) к базовой поверхности детали 6.
2. Снимается задняя бабка и устанавливается внутришлифовальное приспособление 12 (фиг.1 и 3).
3. На переднюю бабку устанавливается водило 5 и устройство, содержащее: пружины 1, хомут 3 с болтами 10 и поводок 4 (фиг.2). После этого деталь готова к обработке.
Поджим детали к центру равен приблизительно 1/5 веса детали, основную нагрузку несет люнет 11 (фиг.3). Отклонение усилия прижима детали 6 от оси детали до 5° на точность изготовления не оказывают. Необходимо подчеркнуть, что используется неподвижный центр 8 (фиг.1 и 2) опоры, что исключает погрешность станка при обработки.
Главное достоинство метода - простота изготовления, надежность в эксплуатации, быстрота наладки (15-20 мин.) и высокая точность (десятые доли микрона).
Данный метод может применятся в ремонтном, единичном и мелкосерийном производстве. В серийном производстве вместо люнета с жесткими опорами желательно устанавливать гидростатический люнет.
Округлость детали по внутреннему диаметру уменьшается в 2-3 раза. Отсутствует трение по базовой поверхности. Метод ценен еще и тем, что позволяет контролировать точность изготовления детали прямо на станке.
Так как допуск на соосность и биение очень высоки, то для проверки приходится изготавливать специальные приспособления на аэростатических опорах для контроля качества изготовления. Практика показывает что разночтения при контроле на станке и в приспособлении не происходит. Данным методом изготавливались обоймы для скоростных внутришлифовальных электрошпинделей, разного рода удлинители и др.
Список используемой литературы:
Патент RU 2287420 С2.