СПОСОБ ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКИ Российский патент 1997 года по МПК B24B19/06 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к станкам для чистовой обработки деталей типа колец высокоточных подшипников.

Известен способ чистовой обработки абразивными брусками, при котором детали и инструментальной головке с диаметрально расположенными и шарнирно закрепленными брусками сообщают вращения вокруг их осей, пересекающихся под острым углом [1]
Недостатком данного способа является низкая производительность, так как не всегда обеспечивается самоочистка рабочей поверхности брусков от стружки и шлама.

Задачей предполагаемого изобретения является повышение производительности.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе чистовой обработки, при котором детали и инструментальной головке с диаметрально расположенными и шарнирно закрепленными брусками сообщают вращения вокруг их осей, пересекающихся под острым углом, угол пересечения осей головки и детали выбирают по формуле:

где d диаметр обрабатываемой поверхности;
з заданный максимальный зазор между поверхностью брусков и обрабатываемой поверхностью (примерно равный диаметру абразивных зерен брусков);
z число абразивных брусков.

Установка осей инструментальной головки и изделия под указанным углом обеспечивает периодический отрыв каждого из брусков от обрабатываемой поверхности на величину большую или равную размерам абразивных зерен и, следовательно, самоочистку рабочей поверхности брусков в процессе работы, что повышает производительность обработки.

На фиг. 1 показана схема обработки внутреннего кольца роликоподшипника (вид сбоку); на фиг. 2 то же, вид с торца; на фиг. 3 схема обработки наружного кольца подшипника (вид сбоку); на фиг. 4 то же (вид сбоку).

Обрабатываемая деталь 1 (фигуры 1 и 3) вращается вокруг своей оси 01 с частотой n, к ее обрабатываемой поверхности поджимаются бруски 2, закрепленные в державках 3. Число брусков в головке равно четырем. Державки брусков установлены с помощью осей 4 на жестко кинематически связанных между собой рычагах 5 инструментальной головки 6. Ось 02 вращения головки 6 расположена под углом и оси 01 вращения детали, а их точка пересечения находится на плоскости S-S симметрии обрабатываемой поверхности детали 1.

При вращении головки 6 абразивные бруски 2 (фиг. 2 и 4) занимают различное положение относительно обрабатываемой поверхности детали 1. В случае обработки внутреннего кольца подшипника (фиг. 2) к обрабатываемой поверхности прижимается та пара брусков, которая находится в плоскости пересечения осей головки и детали. Другая пара брусков по отношению к обрабатываемой поверхности установлена с зазором "з", так как им мешает прижаться к обрабатываемой поверхности другая пара брусков, с которой они жестко кинематически связаны.

При обработке наружного кольца роликоподшипника 1 (фиг. 2 и 4) наоборот к обрабатываемой поверхности детали 1 прижимается та пара брусков, которая расположена в плоскости, перпендикулярной плоскости пересечения осей головки и детали. Другая пара брусков 2 расположена по отношению к обрабатываемой поверхности с зазором "з", так как они находятся на максимальном расстоянии от обрабатываемой поверхности и приблизиться к ней им мешает первая пара брусков.

При повороте инструментальной головки по отношению к первоначальному (фиг. 1 и 3) на угол β_o= π/z (в данном случае z 4, β_o= π/4) обе пары брусков будут находиться в одинаковом положении и в равной степени будут контактировать с обрабатываемой поверхностью (на фигурах 2 и 4 это положение брусков показано пунктирами).

Из геометрических построений можно определить величину максимального зазора между брусками и обрабатываемой поверхностью:

где d диаметр обрабатываемой поверхности;
β_o угол расположения брусков от плоскости максимального их сближения с обрабатываемой поверхностью, при котором начинается их отрыв от этой поверхности.

Так как β_o= π/z,, то подставляя это выражение в предыдущее равенство и решая его относительно угла α, получим:

Максимальный зазор между рабочей поверхностью брусков и обрабатываемой поверхностью должен быть по величине необходимым и достаточным для того, чтобы осуществлялась очистка бруска от стружки и шлама, и следовательно, примерно равным диаметру абразивных зерен брусков.

Если, например, диаметр обрабатываемой поверхности равен d 30 мм; число брусков в головке z 4; а зернистость брусков k 0,007 мм, причем з k, то требуемый для самоочистки брусков угол пересечения осей равен 2,5 градуса.

Предложенный способ обработки с тем же эффектом может использоваться при обработке колец шариковых, конических, шарнирных подшипников и других фасонных поверхностей.

Использование: в машиностроении при чистовой обработке поверхностей деталей, например, дорожек качения подшипников. Сущность: обрабатываемой детали в инструментальной головке с закрепленными на ней абразивными брусками сообщают вращение вокруг их осей, пересекающихся под острым углом к точке, расположенной в плоскости симметрии обрабатываемой поверхности. Абразивные бруски устанавливают с возможностью самоустановки вдоль профиля детали, а угол пересечения осей выбирают по формуле:

где Z - число брусков; d - диаметр обрабатываемой поверхности; з - заданный максимальный зазор между поверхностью брусков и обрабатываемой поверхностью (примерно равный диаметру абразивных зерен). 4 ил.

Способ чистовой обработки, при котором детали и инструментальной головке с диаметрально расположенными и шарнирно закрепленными брусками сообщают вращения вокруг их осей, пересекающихся под острым углом, отличающийся тем, что угол пересечения осей головки и детали выбирают по формуле

где d диаметр обрабатываемой поверхности;
З заданный максимальный зазор между поверхностью брусков и обрабатываемой поверхностью (примерно равный диаметру абразивных зерен брусков);
Z число абразивных брусков.