Шабровка направляющих токарного станка

Ремонт направляющих станины токарного станка

В ходе капитального ремонта токарного станка производится восстановление точности направляющих станины. При выборе способа восстановления руководствуются степенью их износа. Когда погрешность не превышает 0,15 мм на отрезке длины в 1000 мм, то их восстанавливают шабрением. При большем износе прибегают к их механической обработке: шлифовке или строганию. Когда направляющие закаленные основным методом ремонта является шлифовка.

Ремонт шабрением

Шабрение направляющих или шабрение с последующей притиркой остается до сих пор самым эффективным способом восстановления их геометрической, технической точности. И сейчас этот способ часто используется, на протяжении многих десятилетий демонстрируя прекрасный результат ремонта станины. В первую очередь надо обследовать состояние направляющих, определить степень их износа. То место, где износ минимальный, принимается за базовой уровень, а данные замеров заносятся в таблицу, на основании которых будет производится ремонт. В токарном станке за базовую поверхность принимают чаще всего место расположение задней бабки, которое в процессе эксплуатации оборудования практически не изнашивается. Метод включает следующие этапы:

1. установка станины станка на жесткое основание (ремонтный стенд), следует выставить продольное и поперечное положение станины точно в горизонтальной плоскости клиньями, башмаками или с помощью домкратов;
2. после окончания подготовительных работ выполняется черновое (предварительное) шабрение с рабочей шириной шабера 20-25 мм при этом выдерживается длина штрихов на поверхности более 10 мм и достигается 4-6 пятен при контроле на краску в квадратах 25×25 мм. Этим достигается разбивка крупных пятен на более маленькие;
3. получистовое шабрение выполняется шабером 12-16 мм, длиной штрихов 5-10 мм до достижения 8-15 пятен на квадрат;
4. финишное (чистовое) шабрение производят шабером шириной 5-10 мм и длиной штрихов 3-5 мм для достижения 20-25 пятен в квадрате.

Поскольку направляющие станины токарного станка достаточно длинные, обработка выполняется по маякам с разбивкой общей длины на участки. Первым маяком всегда является место максимальной выработки. На расстоянии, меньшем длины поверочной линейки, от первого маяка шабрят второй маяк, находящийся в одной плоскости с первым. Затем шабрится вся поверхность между маяками с последующим переходом на соседний участок. Периодически следует прикладывать линейку с краской для оценки состояния направляющих и качества работы.

Смотрите видео чернового шабрения

Такой обработке подвергаются незакаленные части направляющих токарного станка, метод гарантирует достижение высокой точность поверхности (0,002 мм на 1000 мм длины). Образующиеся после шабрения мельчайшие лунки способны хорошо удерживать и равномерно распределять смазку. Качество шабрения полностью зависит от профессионализма рабочего.

Ремонт шлифованием

Не всегда имеется возможность использовать для ремонта продолно-строгальные или продолно-фрезерные станки в виду большой длины станины токарного станка. В этом случае направляющие станины восстанавливают при помощи переносного приспособления со шлифовальной головкой, которое устанавливается непосредственно на станине оборудования.

Ремонт можно производить на месте, без снятия станка с фундамента. Такой способ обеспечивает высокую точность ремонта, малую шероховатость поверхности, он также незаменим при обработке закаленной поверхности. Этот способ по производительности во много раз превосходит шабрение, но специалисты все же отдают предпочтение финишному строганию.

Ремонт строганием

Этот способ менее утомительный, чем шабрение и менее дорогостоящий шлифования. Например, усредненная продолжительность ремонта направляющих станка составляет:

• шабрением: около 35 часов;
• шлифованием специальной абразивной головкой: 8-10 часов;
• финишным строганием: 4-5 часов.

При износе более 0,15 мм ручное шабрение заменяют механической обработкой на продольно-строгальном станке при централизованном способе организации ремонта в ремонтном цехе или на специализированном предприятии. Причина простая, придется произвести снятие станины с фундамента и произвести установку и выверку на жестком столе строгального станка.

Строгание направляющих станины

На первом этапе один раз производят пробное строгание для получения базовой поверхности, что позволит определить отклонения по всей длине станины. Для этого поочередно подводят резец к наиболее изношенным поверхностям и снимают слой металла до устранения износа. Финишное строгание выполняют минимум за два прохода чистовыми широкими твердосплавными резцами. Последний проход выполняют глубиной реза менее 0,05 мм, постоянно смачивая резец и поверхность направляющих керосином. Когда износ превышает 0,4-0,5 мм направляющие подвергают грубому и тонкому строганию. Главным недостатком этого способа ремонта является немалое время на демонтаж станины, транспортировку, установку станины на стол строгального станка, выверку и снятие восстановленной станины.

При обработке резанием плоской призматической поверхности направляющих из массива станины вырываются мельчащие частицы металла различной величины и формы. На поверхности появляются борозды, канавки, образуя шероховатую поверхность. Поэтому иногда после механической обработки без шабрения или вибрационного обкатывания не обойтись. Это увеличивает прочность направляющих за счет пластического деформирования (изменения структуры материала). Вибрационным обкатываем достигают выглаживание микрошероховатостей и неровностей поступательным движением вдоль и поперек оси специально обработанными шариками или роликами.

Ремонт направляющих токарного станка одним из описанных способов является элементом комплексных работ, связанных с восстановлением полной работоспособности и точности металлорежущего оборудования. Но не стоит забывать, что качество ремонта при минимальном сроке его выполнения существенно зависит от степени подготовки станка к ремонту и квалификации слесаря.

Шабровка направляющих станка – все тонкости процедуры

Шабровка направляющих станка – один из наиболее эффективных способов восстановления геометрических и технических параметров данного узла токарных и иных агрегатов. Он применяется очень часто и демонстрирует отличные результаты ремонтных работ.

1 Шабровка направляющих станин – когда ее выполняют?

Любой специалист знает, что выполнение ремонта станков, используемых на различных предприятиях, по составленному заранее календарному плану считается очень важной процедурой. При проведении планового ремонта восстанавливаются разнообразные механизмы обрабатывающих агрегатов, в том числе и направляющие станины.

Также восстановление направляющих может потребоваться и вне графика, если они требуют незамедлительного ремонта. Величину их износа определяют по специальной методике, которую мы и опишем. Обследование состояния направляющих осуществляют при помощи щупов и контрольной линейки. Длина последней всегда выбирается таким образом, чтобы она была не менее 2/3 протяженности поверхности, которая подлежит проверке.

Схема установления величины износа следующая:

• поверхность интересующего нас узла зачищается с целью удаления с него серьезных задир и забоин;
• линейку накладывают на направляющую и замеряют зазор между ними, используя щупы (замеры выполняются каждые 30–50 сантиметров по всей протяженности элемента станка).

То место, где величина зазора получается максимальной, определяют в качестве участка, на котором присутствует максимальное изменение прямолинейности направляющей (то есть налицо ее явный износ). Далее выполняют следующий этап проверки, который дает возможность установить плоскостность направляющей. Делается это так:

• на одинаковые по геометрическим параметрам плитки размещают линейку;
• при помощи щупов определяют дистанцию между измерительным инструментом и исследуемой поверхностью.

Подобную операцию производят в 2–3 точках по длине, причем по разным направлениям. Опытные специалисты делают проверку еще проще. Они берут небольшие листки очень тонкой бумаги (например, папиросной, толщина которой не превышает 0,02 миллиметров), раскладывают их на направляющие на нескольких участках, а затем прижимают их линейкой.

Далее из-под измерительного приспособления эти листочки вытаскиваются по одному. Когда прямолинейность детали не нарушена, можно лишь оборвать кончики бумажек, но не вытащить их. Состояние горизонтальных направляющих выверяют при помощи уровня и мостика:

• их ставят на ту часть станины, которая визуально кажется максимально изношенной (на таком участке пузырек в уровне будет отклоняться в разные стороны на примерно одинаковые расстояния);
• передвигают мерительные инструменты на соседнюю зону, где отмечают отклонение пузырька, занося показание в график-таблицу;
• затем перемещают мостик дальше и снова записывают полученный результат.

На основании таблицы впоследствии без труда определяют, где именно произошел износ.

2 Как производится шабровка направляющих станка – общие положения

Станина ставится на жесткое напольное покрытие либо на специальный стенд, после чего по уровню обследуют ее в продольном направлении (проводят описанную выше проверку), а затем и в поперечном. Применяя клинья или башмаки, регулируют максимально точно расположение станины.

Также ее можно ставить на болты домкрата. В этом случае регулировка положения станины будет очень простой, нужно лишь опускать либо поднимать ее, завинчивая или отвинчивая болты. Операцию придания станине правильного положения продолжают, пока пузырек в уровне не закрепится на нулевой отметке.

Завершив выверку, определяются с базовой поверхностью. Она будет служить ориентиром для отслеживания параллельности восстанавливаемых направляющих. Если речь идет о токарном станке, базовыми чаще всего выбирают те направляющие, которые заходят под бабку (заднюю). Практика показывает, что именно они в процессе эксплуатации оборудования изнашиваются меньше всего. Желательно предварительно выполнить пришабривание выбранных в качестве основных направляющих. Это позволит убрать незначительный их износ.

После этого можно начинать шабрение станины, постоянно проверяя параллельность обрабатываемых поверхностей. Для проверки изогнутости (спиральной) восстанавливаемого элемента в ряде случаев используют индикатор. Но его применение в настоящее время признается ненадежным, что обусловлено отклонением (до 0,01 миллиметра) базовых направляющих от горизонтали. Подобное отклонение даст немалую ошибку расчетов, которая будет тем выше, чем большую протяженность имеет державка проверочного индикатора.

Отметим тот факт, что параллельность направляющих под бабку по отношению к плоскостям крепления ходового валика и винта, а также коробки подач, нередко бывает нарушенной. Отклонения от параллельности становятся тем больше, чем большее количество плановых ремонтов прошел агрегат. С каждым разом ремонтникам приходится тратить немалое время при сборке оборудования, так как процесс пригонки к месту означенного валика, винта и коробки подач является действительно трудоемким и сложным.

После завершения подготовки всех поверхностей приступают к шабровке направляющих. В процессе выполнения процедуры постоянно контролируется их спиральная извернутость и параллельность.

3 Шабрение станины – порядок обработки направляющих

Шабровка конкретных поверхностей производится в определенной последовательности. Для каждого станка она может быть разной, поэтому мы предоставим технологическую схему выполнения данной процедуры для обычного токарно-винторезного станка (например, для станка 1Е61ПМ). В этом случае порядок шабровки направляющих станка таков, что сначала, как вы поняли, обрабатывают направляющие под бабку (заднюю), а затем следующие направляющие:

• Под прижимные планки и непосредственно под каретку. Не допускается отклонение от параллельности по длине более 15 мкм.
• Суппорта (поперечного). По прямолинейности погрешность возможна до 10 мкм, по параллельности – до 15 мкм (показатели контролируют поверочным мостом и поверочной плитой).
• Каретки (ответные направляющие). Во время работ следят за тем, чтобы разница параллельности между винтовой осью и направляющими не превышала показателя в 35 мкм, используя трехгранную линейку.
• Каретки (продольные направляющие). Если эти элементы агрегата изношены достаточно сильно, обязательно необходимо применять антифрикционные составы для их восстановления. На описываемой стадии осуществления работ важно добиться адекватной соосности вала (ходового) и его посадочной зоны, надежности зацепления рейки перемещения в продольном направлении с реечной шестерней, перпендикулярности шпиндельной оси и передвижения суппорта в поперечном направлении.

В дальнейшем производится восстановление при помощи антифрикционного состава направляющих задней бабки. Цель этих процедур заключается в достижении:

• параллельности направляющих станины и оси пиноли (на длине 20 см возможна погрешность до 30 мкм);
• соосность отверстия пиноли и шпинделя (в горизонтальной плоскости допустимые отклонения на длине 30 см – 10 мкм, в вертикальной – 30 мкм).

ШАБРЕНИЕ:

Влияние технологии изготовления базовых деталей станков на точность обработки

Серебреницкий П. П.

СТАНИНЫ и НАПРАВЛЯЮЩИЕ.

Несущую систему станка образует совокупность его элементов, через которые замыкаются силы, возникающие между инструментом и заготовкой в процессе резания. К основным элементам несущей системы станка относятся станина и корпусные детали (колонны, поперечины, хоботы, ползуны, плиты, столы, суппорты и т.п.).

Станина служит для монтажа деталей и узлов станка, относительно нее ориентируются и перемещаются подвижные детали и узлы. Станина, как и другие элементы несущей системы, должна обеспечивать в течение срока службы станка возможность обработки заготовок с заданными режимами и точностью. Это достигается правильным выбором конструкции, материала станины и технологии ее изготовления для обеспечения необходимой жесткости, виброустойчивости, износостойкости направляющих и, естественно, для заданной точности взаимного перемещения элементов станка.

Большинство станин и других базовых элементов станков изготовляют из серого чугуна методом литья [в РФ марки серого чугуна: СЧ 15, СЧ 20, СЧ 30 (льётся при t 0 = 1500 – 2000 0 С, состоит из чешуй графита, которые гасят колебания)] .

Как правило, направляющие станин и других сопрягаемых с ними элементов имею плоскую форму (но могут и другую) и взаимное перемещение одного элемента относительно другого происходит при взаимодействии и контакте как минимум двух плоскостей.

Технология обработки станин и других элементов станков достаточно сложна (особенно станин, имеющих, обычно, большие длины) и включает ряд операций, которые обеспечивают не только заданные формы и параметры точности, но и характеристики поверхностного слоя, одной из важных которых является полученная шероховатость. Обеспечение этой характеристики возлагается (это зависит от уровня производства станкостроительного завода) на завершающие операции обработки рассматриваемых элементов, такие как строгание, чистовое фрезерование, плоское шлифование, притирка и (на особо передовых заводах) на операцию ШАБРЕНИЕ.

ШЕРОХОВАТОСТЬ и ВОЛНИСТОСТЬ.

Шероховатость поверхности (в технике РФ) определяют параметрами Ra , Rz и Rmax , с определенной базовой длиной. Так при возможной шероховатости Rz = 0.4 мкм ( Ra = 0,080 мкм) базовая длина определена стандартом в 0, 25 мм. (На этой длине определяется величина шероховатости Rz как средняя абсолютных значений пяти наибольших выступов и пяти наибольших впадин).
При этом средний шаг Sm микронеровности составляет примерно 0,040 – 0,060 мм (40 – 60 мкм).
Считается, что отношение шага микронеровности (шероховатости) S к ее высоте Rz практически всегда менее 50, то есть S / Rz

Волнистость — элементарное отклонение поверхности любой формы с периодически чередующимися возвышениями и впадинами с шагом, превышающим длину учаcтка измерения шероховатости (и естественно шаг микронеровностей) в несколько раз.

Советы по ремонту и эксплуатации токарных станков

Любое оборудование рано или поздно выходит из строя, поэтому осуществлять [ремонт токарного станка] просто необходимо, поскольку приобретение нового станка может вылиться в круглую сумму, да и смысла, честно говоря, в этом нет.

Для начала рассмотрим, что собой представляет токарная обработка, устройство станка, а также поговорим про капитальный ремонт задней бабки токарного станка.

Что такое токарная обработка?

Технологический процесс токарной обработки заключается в уменьшении диаметра обрабатываемого предмета при помощи резца, который оснащен специальной режущей кромкой.

Благодаря вращению обрабатываемого предмета происходит процесс резки, подача и поперечное перемещение осуществляется резцом.

Благодаря этим трем составляющим: вращению, подаче, перемещению, можно воздействовать на величину съема материала, также от этого зависит качество обрабатываемой поверхности, форма стружки и пр.

Основные элементы токарного станка:

Станина с направляющими для задней бабки и суппорта;

Спереди станины находится передняя бабка, а также шпиндель и патрон;

К фронтальной части станины крепится коробка передач;

Суппорт с салазками для поперечной резки;

На поперечных салазках располагается держатель резца.

Данные элементы являются основными, в зависимости от модификаций можно получить центровой, токарно-револьверный, многорезцовый и другие станки, которые должны проходить обязательное техническое обслуживание.

Подготовка к ремонту

Самыми распространенными проблемами можно считать износ подшипников, направляющих, вилок включения шестерен и пр.

Капитальный ремонт можно делать только после подготовки оборудования.

Перед тем как остановить станок, необходимо проверить, как он работает вхолостую, чтобы определить повышенный уровень вибраций, шумов.

Чтобы определить состояние качения опор шпинделя, нужно обработать образец. Осевое и радиальное биение шпинделя также подвергается проверке.

Эти действия позволят правильно выявить возникшие проблемы, поскольку они не всегда очевидны.

Вообще на предприятии должно осуществляться обслуживание станков согласно календарному графику.

Таким образом, можно своевременно устранить поломки и недочеты, чтобы избежать капитального ремонта.

Если отправлять станок на капитальный ремонт, то его предварительно нужно помыть от грязи и пыли.

Также требуется слить масла и эмульсии, проверить, чтобы все детали были на месте.

Чистка и смазка направляющих см. на видео.

Ремонт направляющих

Капитальный ремонт направляющих станины можно выполнить несколькими способами: шабрением, шлифовкой, строганием.

Чтобы определить величину износа направляющих своими руками необходимо зачистить поверхность, удалить забоины.

После этого измеряется зазор между направляющими с помощью линейки по всей длине станка. Замеры делаются с шагом в 30-50 см.

Прямолинейность направляющих можно проверить, используя очень тонкую бумагу (не более 0,02 мм), для таких целей подойдет папиросная.

Листки необходимо разложить на направляющих и придавить не тяжелым предметом.

При нормальной прямолинейности вытащить листочки целыми из-под предмета не получится, только обрывками.

Шабрение осуществляется после установки оборудования на покрытие, отличающееся своей жесткостью (специальный стенд).

Далее необходимо проверить направляющие (продольные и поперечные) по описанному выше методу.

Также можно определить отклонения по уровню, который перемещается по направляющим или по мостику задней бабки.

Для ориентира в качестве базовой поверхности обычно выбирают направляющие, расположенные снизу задней бабки, поскольку они подвергаются меньшему износу.

Далее выполняется шабрение с постоянной проверкой на параллельность деталей.

Перед шлифовкой необходимо зачистить поверхности, чтобы убрать все забоины.

Для выполнения этих работ необходимо использовать стол продольно-строгального станка, на который будет установлена станина.

После этого ее необходимо проверить на параллельность.

Далее проверяется извернутость направляющих специальным прибором или уровнем, который устанавливается на мостике задней бабки.

Станина должна быть надежно закреплена на столе, от этого будет зависеть конечный результат. Извернутость направляющих измеряется еще раз (показатели до и после установки не должны различаться) и приступают к шлифовке.

Ремонт направляющих строганием начинается с зачистки поверхности, установки на столе продольно-строгального станка, после этого проверяется на параллельность и фиксируется.

Обработка поверхности резцом для наилучшего результата проводится 3-4 раза.

После выполнения работ необходимо проверить прямолинейность, параллельность и извернутость направляющих и открепить оборудование.

Особенности обработки направляющих

Следует учитывать, что процесс шабрения предполагает использование определенного порядка работ, который для разных станков может отличаться.

Рассмотрим ниже технологию выполнения шабрения токарно-винторезного станка:

Сначала происходит обработка направляющих, которые находятся снизу задней бабки;

Далее – расположенных под прижимными планками и снизу каретки, при этом нельзя допускать, чтобы отклонения по параллельности превышали 15 мкм;

Затем – шабрение поперечного суппорта. Допускаются небольшие погрешности;

Следующим этапом ремонта токарно-винторезного станка является шабрение каретки (ответных направляющих). Для определения погрешности используется трехгранная линейка. Разница винтовой оси и направляющих не должна быть больше 35 мкм;

При сильном износе продольных направляющих токарно-винторезного станка необходимо использовать антифрикционный состав. Здесь важным моментом является достижение соответствия по осям ходового вала с посадочной зоной, рейка перемещения должна иметь хорошее сцепление с шестерней в продольном направлении, в поперечном направлении шпиндельная ось должна быть перпендикулярна передвижению суппорта;

Далее ремонтируются направляющие задней бабки с использованием антифрикционного состава.

См. видео о черновом шабрении.

Обслуживание станков лучше доверять специалистам, поскольку работы должны выполняться четко, профессионально, без отклонений.

Своими руками достичь подобных результатов будет сложно.

Ремонтируем каретку суппорта

Восстановить точность нижних направляющих, которые сопряжены с направляющими основания, не учитывая износ – вот с чего необходимо начать ремонт каретки суппорта.

Также при ремонте каретки необходимо заняться восстановлением перпендикулярности ее плоскости под фартук плоскости основания (под коробку передач).

Расположение данных плоскостей измеряется уровнем. Какой толщины щуп будет подложен под каретку, таким и будет уровень отклонения (величина).

Восстановлению также подлежит параллельность продольных направляющих и их же параллельность к оси поперечной подачи.

Продольные и поперечные направляющие должны точно располагаться друг к другу.

Нужно отметить, что ремонт каретки суппорта – очень трудоемкий процесс, выполнить его своими руками очень сложно, поэтому на предприятии должно быть запланировано обслуживание устройства по графику.

Восстановить направляющие каретки можно, используя компенсационные накладки либо акрилопластом.

Поперечные салазки токарно-винторезного станка можно ремонтировать с помощью шлифовки. Поворотные салазки начинают с шабрения поверхностей, после чего приступают к шлифовке.

При необходимости также ремонтируют верхние салазки.

Для этого поверхность шабрят, выверяют, шлифуют, после чего обязательно проверяют точность сопряжения поверхностей с направляющими поворотных салазок.

Шабрение поперечной каретки см. на видео.

Ходовой винт и ходовой вал

В ходе капитального ремонта может потребоваться совместить оси ходового винта и вала, коробки подач и фартука.

Коробка подачи устанавливается и закрепляется на основании.

Далее на его середине необходимо установить каретку и закрепить ее заднюю прижимную планку. Когда будет установлен фартук, тогда его нужно будет соединить с кареткой.

Далее устанавливают оправы в коробку подач, точнее в ее отверстия, и фартук для ходового финта.

Каретку необходимо подвинуть к коробке подач до того момента, пока торцы оправы не соприкоснуться. Далее нужно измерить просвет, используя щуп с линейкой.

Используя накладки, шабрение направляющих, можно восстановить соосность отверстий ходового винта и вала.