СПОСОБ ОДНОВРЕМЕННОГО ШЛИФОВАНИЯ ТОРЦОВ ДЕТАЛЕЙ Российский патент 1997 года по МПК B24B7/17 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при электролитическом и обычном торцешлифовании деталей типа шатунов, рычагов и т.п.

Известен способ шлифования разновысотных торцов шатуна с одной стороны за один установ (см. кн. М.С.Наерман. Справочник молодого шлифовальника, М. Высшая школа, 1985 г, стр. 184 186).

Недостатками данного способа являются ограничение технологических возможностей и снижение точности обработки. Способ не обеспечивает шлифование с двух сторон торцов за один установ шатуна. А переустановка шатуна приводит к снижению точности обработки в результате отклонения от параллельности торцов головки одной стороны относительно торцов другой, а также отклонения от перпендикулярности торцов головок относительно их осей.

Известен способ одновременного шлифования торцов изделий двумя торцами соосно расположенных кругов, при котором изделие непрерывно и принудительно перемещают между кругами в направляющем элементе (авт. св. СССР N 496166, B24B 49/00, 1977).

Недостатком данного способа является ограничение технологических возможностей и снижение точности обработки. Данное техническое решение не обеспечивает обработку торцов большой и малой головок разных по высоте за один установ шатуна. А переустановка шатуна приводит к снижению точности обработки в результате отклонения от симметричности торцов.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей и повышения точности обработки за счет расширения диапазона обрабатываемых деталей и обеспечения постоянства установочной базы.

Поставленная цель достигается тем, что обработку ведут с использованием дополнительного комплекта шлифовальных кругов за один установ детали, наклоненной к направлению ее продольной подачи на угол β = 25....30^°, при этом на торцах детали создают равные условия съема объемов припусков за счет применения комплектов кругов с различной рабочей площадью.

На фиг. 1 изображен предлагаемый способ, общий вид по стрелке Б на фиг. 2; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 чертеж детали.

Способ реализуется устройством состоящим из соосно расположенных и закрепленных на оправке 3 комплектов шлифовальных кругов 1 и 2, обрабатывающих торцы детали 6 и приспособления 8, установленного на столе станка. В приспособлении закрепляется деталь 6 (см. фиг. 3), ось которой наклонена к направлению ее продольной подачи на угол β (см. фиг. 1).

В процессе работы деталь 6 непрерывно и принудительно перемещается на проход между комплектами шлифовальных кругов 1 и 2. Большая головка 5 детали должна проходить между втулкой 4 и внутренними кромками кругов 1, а малая головка 7 между наружными кромками кругов 1 и внутренними кромками кругов 2, как показано на фиг. 1 и 2.

Угол b зависит от размеров детали и условия размещения ее между комплектами кругов 1 и 2 и равен 25 30^o.

При обработке за один проход детали с торцов головок снимают разные объемы материала. В этом случае процесс обработки возможен при обеспечении одинаковой удельной производительности на торцах большой и малой головок. Это возможно только при условии постоянства отношений объемов припусков снимаемых с торцов головок и рабочих площадей кругов 1 и 2.

где V₁ и V₂ объемы снимаемых припусков с торцов соответственно большой и малой головок детали;
F₁ и F₂ рабочие площади соответственного круга 1 и 2.

Объем снимаемого припуска с торца головки детали определяют по зависимости

где D и d соответственно наружный и внутренний диаметры головки;
П припуск на обработку торца головки.

Рабочую площадь круга определяют по формуле:

где R и r соответственно наружный и внутренний радиусы рабочей поверхности круга.

Внутренний радиус рабочей поверхности круга 1 (см. фиг. 1 и 2) находят по зависимости:
r = R_в+δ₁+D₁+δ₂,
где R_в наружный радиус втулки;
δ₁ расстояние между втулкой и большой головкой детали;
расстояние между большой головкой и внутренней кромкой круга 1;
D наружный диаметр большой головки.

Наружный радиус рабочей поверхности круга 1 определяют по зависимости:
R₁=r₁ + W,
где W ширина рабочей поверхности шлифовального круга.

Затем находят внутренний радиус рабочей поверхности круга 2 (фиг. 1 и 2) из выражения:
r₂=R₁+δ₃+D₂+δ₄,
где δ₃ расстояние между наружной кромкой круга 1 и малой головкой детали;
δ₄ расстояние между малой головкой и внутренней кромкой круга 2;
D₂ наружный диаметр малой головки.

Рабочую площадь и наружный радиус круга 2 находят соответственно по зависимостям:

Способ шлифования торцов головок детали осуществляется на модернизированном горизонтально-фрезерном станке типа 6Т82 для электроабразивной обработки. Комплекты шлифовальных кругов подсоединяют к отрицательному, а деталь к положительному полюсу источника технологического напряжения. В зону резания подают водный раствор солей 5% NaNO₃ и 1% NaNO₂. Комплектам кругов придают главное вращательное движение резания D_г, а детали продольное движение D_s. Процесс шлифования ведут на режиме: скорость кругов 20 30 м/с; продольная подача детали 0,1 0,3 м/мин; глубина шлифования 0,2 мм; технологическое напряжение 8 10 В; плотность тока 50 80 А/см². Основной припуск с торцов головок снимается кругами со стороны входа детали, а оставшаяся часть припуска снимается при ее выходе.

Пример. При шлифовании припуск на обработку составляет П=0,2 мм. Согласно чертежа (фиг. 3) шатун имеем: наружные диаметры большой D₁=43,5 мм и малый D₂= 28 мм головок; внутренние диаметры большой d₁=35 мм и малый d₂=20 мм головок. Тогда объем снимаемого припуска с торца большой головки V₁=104,7 мм³, а с малой головки V₂=60,3 мм³.

При условии перемещения большой головки шатуна между комплектом алмазных кругов 1 принимаем: наружный радиус втулки 4 R_в=25 мм; расстояние между втулкой 4 и большой головкой δ₁= 5 мм;; наружный диаметр большой головки D₁= 43,5 мм; расстояние между большой головкой и внутренней кромкой круга 1 δ₂= 3 мм.. Тогда внутренний радиус рабочей поверхности круга 1 r₁= 25+5+43,5+3= 76,5 мм. Принимая ширину рабочей поверхности W=10 мм, находят наружный радиус рабочей поверхности круга 1 R₁=76,5+10=86,5 мм. Округляя R₁ до ближайшего значения размера по ГОСТ 16175-81 на круги алмазные шлифовальные формы 12А2, имеет R₁=87,5 мм. Тогда рабочая площадь круга 1 F₁=5181 мм².

При условии перемещения малой головки шатуна между комплектом алмазных кругов 2 принимаем: расстояние между наружной кромкой круга 1 и малой головкой δ₃= 3 мм;; наружный диаметр малой головки D₂=28 мм; расстояние между малой головкой и внутренней кромкой круга 2 δ₄= 3 мм.. Тогда внутренний радиус рабочей поверхности круга 2 r₂= 87,5+3+28+3= 121,5 мм. Исходя из условий соблюдения постоянства отношений, снимаемых с торцов объемов припусков большой и малой головок и рабочих площадей кругов 1 и 2, находят рабочую площадь круга 2.

Затем находят наружный радиус круга 2.

Округляя R₂ до ближайшего значения по ГОСТ 16175-81, имеем R₂=125 мм.

Таким образом используют комплекты: для обработки торцов большой головки круги 1 с наружным диаметром 175 мм и шириной рабочей поверхности 10 мм, для обработки торцов малой головки круги 2 с наружным диаметром 250 мм и шириной рабочей поверхности 3,5 мм.

Угол β наклона оси шатуна к направлению его продольной подачи находят из D-ка О₁ О₂ C чертежа (фиг. 1) по формуле:

где O₁ O₂ межцентровое расстояние большой и малой головок шатуна;
C O₂ величина прилежащего катета Δ-ка O₁ O₂ С, мм.

Подставляя значения в формулу получим
7

Использование: в области машиностроения при электрохимическом плоском торцовом шлифовании деталей, например шатунов, рычагов и т.п. Сущность: обработку ведут напроход двумя комплектами соосно расположенных шлифовальных инструментов при условии постоянства отношений рабочих площадей кругов и объемов снимаемого материала за проход. Деталь устанавливают под углом β к направлению ее перемещения между кругами. Основной припуск снимается во время входа шатуна между комплектами кругов, а оставшаяся часть припуска - при его выходе. 3 ил.

Способ одновременного шлифования торцов деталей, при котором соосно расположенным кругам с кольцевой рабочей поверхностью сообщают вращение, а детали принудительно перемещают между кругами на проход с помощью направляющего элемента, отличающийся тем, что при шлифовании торцов деталей типа шатунов с головками разной высоты берут дополнительный комплект соосно расположенных кругов и размещают его на оси вращения кругов первого комплекта, а шатун устанавливают под углом β = 25 - 30^°, к направлению его перемещения на проход, при этом параметры кругов выбирают из условия постоянства отношений площадей кольцевых рабочих поверхностей кругов комплектов и объемов снимаемого ими материала за проход.