СПОСОБ ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКИ Российский патент 1996 года по МПК B24B19/06 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам чистовой обработки поверхностей деталей, например дорожек качения подшипников.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу (прототипом) является способ чистовой обработки инструментальной головкой, оснащенной абразивными брусками, ось которой расположена под углом к оси вращения обрабатываемой детали и пересекается с ней в точке, находящейся в плоскости симметрии профиля обрабатываемой поверхности детали.

Этот способ имеет ограниченную производительность, вызванную противоречивым влиянием частоты вращения головки на величину съема металла, так как с одной стороны с увеличением частоты вращения головки увеличивается составляющая скорости движения брусков вдоль профиля обрабатываемой поверхности детали, при этом бруски более интенсивно самозатачиваются. Это способствует возрастанию величины съема металла. С другой стороны увеличивается скорость резания, направленная вдоль обрабатываемой поверхности. Это приводит к засаливанию абразивных брусков и уменьшению величины съемa металла.

Задача изобретения устранение указанного противоречия и повышение производительности обработки.

Задача решается тем, что в способе чистовой обработки инструментальной головкой, оснащенной абразивными брусками, ось которой расположена под углом к оси вращения обрабатываемой детали и пересекается с ней в точке, находящейся в плоскости симметрии профиля обрабатываемой поверхности детали, оси инструментальной головки сообщают вращательное движение, при котором она описывает конус относительно оси обрабатываемой детали, причем вершина конуса совпадает с центром симметрии обрабатываемой поверхности детали, угол пересечения осей в пространстве остается неизменным и определяется из выражения
α arctg где L ширина абразивных брусков;
В длина проекции профиля обрабатываемой поверхности на ось детали;
D диаметр обрабатываемой поверхности;
К коэффициент перебега абразивных брусков, равный 0,9-1,0.

Основными признаками изобретения, отличающими его от прототипа, являются следующие:
оси инструментальной головки сообщают вращательное движение, при котором она описывает конус относительно оси обрабатываемой детали;
вершина конуса совпадает с центром симметрии обрабатываемой поверхности детали;
угол пересечения оси инструментальной головки с осью обрабатываемой детали в процессе их вращения сохраняется без изменения;
значение угла пересечения осей вращения инструментальной головки и обрабатываемой детали определяют исходя из габаритов обрабатываемой поверхности и высоты абразивных брусков.

Вращение оси инструментальной головки по конусу относительно оси обрабатываемой детали увеличивает частоту осциллирующего движения абразивных брусков относительно обрабатываемой поверхности детали без изменения относительной скорости скольжения. Это обеспечивает лучшее самозатачивание их рабочей поверхности и позволяет повысить производительность обработки.

Постоянство угла пересечения осей инструментальной головки и обрабатываемой детали обеспечивает одинаковые условия работы всех брусков, что также способствует повышению производительности съема припуска.

При значениях угла пересечения осей инструментальной головки и обрабатываемой детали меньших величины, определяемой формулой изобретения, часть обрабатываемой поверхности останется необработанной, что приведет к необходимости введения в технологический процесс дополнительных операций.

При значениях угла больших величины, определяемой формулой, рабочая поверхность абразивных брусков будет выходить за предел обрабатываемой поверхности, т.е. бруски какое-то время будут находиться в нерабочем состоянии, что также снижает производительность обработки.

Только при значении угла пересечения осей головки и детали, определяемом формулой, достигается максимальная производительность обработки.

На фиг. 1 изображено положение брусков относительно обрабатываемой детали; на фиг. 2 разрез А-А.

В рассматриваемом примере в процессе обработки используется 4 абразивных бруска 1-4 (фиг. 1), которые закрепляют в инструментальной головке 5 так, чтобы они могли под действием силы прижима перемещаться к обрабатываемой поверхности 6 детали 7. Детали 7 сообщают вращение вокруг оси 8, а ось 9 инструментальной головки 5 располагают под острым углом α к оси 8 вращения детали 7. Точку Q пересечения осей 8 и 9 совмещают с плоскостью симметрии 10 обрабатываемой поверхности 6. Оси 9 инструментальной головки 5 сообщают вращательное движение относительно оси 8 детали 5.

В процессе обработки ось 9 головки 5 описывает конус Е вокруг оси вращения 8 обрабатываемой детали 7. Вершина конуса Е совпадает с центром симметрии обрабатываемой поверхности Q. В исходном положении (т. 0^о) одна пара абразивных брусков (2 и 4) расположена под углом α к оси симметрии 10 детали 7, при этом ось 9 головки 5 смещена относительно оси 8 детали 7 на угол α Центр брусков 1 и 3 лежит в плоскости симметрии обрабатываемой поверхности. При повороте головки на 90^о (т. 90^о) бруски 2 и 4 переходят в положение, когда их центр лежит в плоскости симметрии, а бруски 1 и 3, перемещаясь на 90^о, занимают положение, при котором оси смещены относительно оси 10 на угол α При повороте головки еще на 90^о (т. 180^о) бруски 2 и 4 опять занимают положение, при котором они смещены относительно оси симметрии 10 детали, но уже в противоположную сторону. Центр брусков 1 и 3 лежит в плоскости симметрии. В т. 270^о дуги конуса бруски 2 и 4 занимают положение, когда их центр лежит в плоскости симметрии. Бруски 1 и 3 смещены относительно оси симметрии 10, но уже в противоположную сторону. Еще через 90^о обе пары брусков возвращаются в исходное положение.

Вращение оси инструментальной головки по конусу относительно оси обрабатываемой детали позволяет увеличить частоту осциллирующего движения абразивных брусков относительно обрабатываемой поверхности детали без изменения относительной скорости скольжения. Это позволяет повысить качество обрабатываемой поверхности, обеспечивает лучшее самозатачивание рабочей поверхности абразивного инструмента и, соответственно, повышает производительность обработки. Кроме того, регулированием скорости вращения головки по конусу можно переходить от режимов грубого шлифования к суперфинишированию без дополнительной переналадки оборудования.

Использование: в машиностроении для обработки дорожек качения подшипников. Сущность изобретения: инструментальную головку устанавливают под углом к детали с пересечением их осей в плоскости симметрии обрабатываемого профиля. Инструментальной головке сообщают вращательное движение,при котором она описывает конус относительно оси вращения обрабатываемой детали. Вершина конуса совпадает с центром симметрии обрабатываемой детали, а угол пересечения осей в пространстве остается неизменным и определяется из выражения α = arctgL-K•B/D, где L- ширина абразивных брусков; B - длина проекции профиля обрабатываемой поверхности на ось детали; D - диаметр обрабатываемой поверхности; K - коэффициент перебега абразивных брусков, равный 0,9 - 1,0. 2 ил.

СПОСОБ ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКИ, при котором абразивные бруски закрепляют в инструментальной головке, устанавливают ее под углом к детали с пересечением их осей в плоскости симметрии обрабатываемого профиля и сообщают детали вращение, а головке - круговое движение, отличающийся тем, что круговое движение головке сообщают из условия перемещения ее оси по конической поверхности относительно оси вращения детали с вершиной, лежащей в точке пересечения их осей, при этом угол пересечения осей выбирают постоянным и определяют по формуле

где L - ширина абразивных брусков;
B - длина проекции профиля обрабатываемой поверхности на ось детали;
D - диаметр обрабатываемой поверхности;
K = 0,9 - 1,0 - коэффициент перегиба абразивных брусков.