СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ШЛИФОВАЛЬНОГО КРУГА Российский патент 1997 года по МПК B24B53/04 

Изобретение относится к машиностроения, в частности к способам формирования шлифовальных кругов.

Известен способ обработки биконических поверхностей [1] включающий последовательное шлифование каждой конической поверхности и перевод круга из одной позиции шлифования в другую с выстоем инструмента в конечных положениях, причем перевод круга осуществляют из нейтральной позиции в рабочую по эпициклоиде.

Недостатком указанного способа обработки является наличие погрешности позиционирования в нейтральной и рабочей позициях, возникающей из-за накопленной погрешности обката шлифовального круга, ось которого расположена с эксцентриситетом относительно производящего колеса.

В качестве прототипа выбран способ профилирования шлифовального круга двумя накатными инструментами ответного профиля, при котором шлифовальный круг приводят во вращение, а по крайней мере одному инструменту сообщают движение подачи, второй инструмент берут в виде приводного диска с внутренней рабочей поверхностью, а шлифовальный круг устанавливают свободно на оси приводного диска [2]
Недостатком данного способа является возможность контакта двух профилирующих инструментов, а следовательно износа рабочей грани накатного ролика.

Задача предлагаемого изобретения совмещение процесса правки по методу шлифования с формированием режущей поверхности круга с аксиально смещенным слоем.

Это достигается тем, что при способе формирования шлифовального круга правящим инструментом, при котором последнему и шлифовальному кругу сообщают вращение, ось правящего инструмента располагают под острым углом к оси вращения круга, а для формирования второго торца производят относительную переустановку круга и правящего инструмента в другую позицию, при этом шлифовальный круг устанавливают под острым углом β к оси его вращения, причем расстояние от торца формируемой поверхности до точки пересечения оси вращения шлифовального круга и оси его симметрии определяют по формуле
l = 0,5•D•tg(β)/cos(β),
где D наружный диаметр шлифовального круга, м;
β заданный при проектировании угол наклона аксиально смещенного режущего слоя шлифовального круга, а правящий инструмент доводят до касания с точкой пересечения образующей шлифовального круга и его торца, а установку правящего инструмента осуществляют под углом (α+β), где α определяют по формуле
a = arctg((D-D_min)/(2•D•tg(β))),
где D_min минимальный рабочий диаметр шлифовального круга (м), при этом после полного оборота шлифовального круга перед переустановкой в другую позицию вращение последнего и правящего инструмента прекращают и возобновляют его после переустановки. Относительную переустановку шлифовального круга и правящего инструмента в другую позицию производят перемещением правящего инструмента по дуге окружности на 180^o с центром, лежащим в плоскости расположения пересекающихся осей вращения шлифовального круга и правящего инструмента в начальной рабочей позиции, перпендикулярной плоскости траектории перемещения правящего инструмента, при этом радиус дуги окружности определяют по формуле

где R_ш радиус правящего инструмента, м;
H ширина шлифовального круга, м. Одновременно с перемещением правящего инструмента смещают ось симметрии шлифовального круга относительно оси его вращения параллельно самой себе на величину, определяемой по формуле:
e = (H-D•tg(β))•sin(β),
причем смещение производят в плоскости расположения пересекающихся осей вращения шлифовального круга и правящего инструмента в начальной рабочей позиции по направлению к правящему инструменту.

На фиг. 1 показана схема формирования шлифовального круга по предлагаемому способу; на фиг. 2 момент начала формирования первой торцовой поверхности шлифовального круга; на фиг. 3 правящий инструмент и шлифовальный круг через пол-оборота после начала формирования первой торцовой поверхности; на фиг. 4 шлифовальный круг после формирования первой торцовой поверхности; на фиг. 5 -правящий инструмент в процессе перевода во второе рабочее положение, а также смещение оси симметрии шлифовального круга относительно оси его вращения на величину e; на фиг. 6 момент начала формирования второй торцовой поверхности шлифовального круга; на фиг. 7 - правящий инструмент и шлифовальный круг через пол-оборота после начала формирования второй торцовой поверхности; на фиг. 8 правящий инструмент и шлифовальный круг в момент окончания процесса формирования шлифовального круга с аксиально смещенным режущим слоем.

Шлифовальный круг 1 (фиг. 1) устанавливают под некоторым острым углом β относительно оси его вращения 0-0.

Правящий инструмент 2 доводят до касания с точкой пересечения 3 (фиг. 2) образующей шлифовального круга 1 и торца правимой поверхности 4, причем ось C-C правящего инструмента 2 располагают под острым углом (α+β) относительно оси вращения 0-0 шлифовального круга 1, где α определяют по формуле
a = arctg((D-D_min)/(2•D•tg(β))),
где D наружный диаметр шлифовального круга 1, м;
D_min минимальный рабочий диаметр шлифовального круга, м. Расстояние по оси симметрии A-A шлифовального круга 1, отсчитанное от точки его торцовой формируемой поверхности, до оси его вращения 0-0 определяют по формуле
l = 0,5•D•tg(β)/cos(β),
где β угол наклона аксиально смещенного режущего слоя шлифовального круга 1; угол задается при проектировании шлифовального круга 1. При прерывистом шлифовании кругом 1 с аксиально смещенным режущим слоем угол b выбирают в соответствии с неравенством
arctg(H/D) > β ≥ 0,5•arctg(H/D),
где H высота шлифовального круга 1, м,
а при шлифовании кругом с аксиально смещенным режущим слоем, имеющим рабочий центральный цилиндрический участок, угол β выбирают в соответствии с неравенством
0 < β < 0,5•arctg(H/D).
Шлифовальному кругу 1 и правящему инструменту 2 сообщают движения вращения со скоростью правки: шлифовальному кругу 1 вращение относительно оси O-O, правящему инструменту 2 вращение относительно оси C-C. Движения вращения шлифовального круга 1 и правящего инструмента 2 приостанавливают после полного оборота шлифовального круга 1 (фиг. 4). После формирования одной торцовой поверхности шлифовального круга 1 производят перевод правящего инструмента 2 в другую рабочую позицию на 180^o по дуге окружности (фиг. 5), причем центр траектории лежит в плоскости, образованной пересечением осей вращения шлифовального круга 1 и правящего инструмента 2 в начальной рабочей позиции, и эта плоскость перпендикулярна плоскости траектории перевода, а радиус дуги окружности R (фиг.1) определяют по зависимости:

где R_ш радиус правящего инструмента 2, м;
H ширина шлифовального круга 1, м.

Одновременно с переводом правящего инструмента 2 производят смещение оси симметрии шлифовального круга 1 A-A (фиг. 5) относительно оси его вращения O-O параллельно самой себе на величину, определяемой по формуле
e = (H-D•tg(β))•sin(β),
причем смещение оси производят в плоскости, образованной пересечением осей вращения шлифовального круга 1 и правящего инструмента 2, по направлению к последнему в начальной рабочей позиции. После перевода правящего инструмента 2 и шлифовального круга 1 во вторую рабочую позицию (фиг.6) повторяют весь цикл формирования торцовой поверхности (фиг. 7 и 8).

После формирования второй торцовой поверхности шлифовального круга 1 производят отвод правящего инструмента 2, а шлифовальный круг 1 снимают.

Пример. Производили формирование шлифовального круга марки 23А25СМ1К6 (D 600 мм; D_min 400 мм; H 80 мм) для получения аксиально смещенного режущего слоя с углом β таким, который бы обеспечил прерывистое шлифование с оптимальной шероховатостью поверхности детали, т.е.

При этом определяли расстояние 1 расстояние по оси симметрии шлифовального круга, отсчитанное от точки его торцовой формируемой поверхности, до оси его вращения l = 0,5•D•tg(β)
l 0,5•600•tg(4^o)/cos(4^o); l 0,021 м.

При этом определяли угол (α+β) угол между осями вращения правящего инструмента и шлифовального круга. Для этого определяли угол α по формуле a = arctg((D-D_min)/(2•D•tg(β))),
α = arctg((600-400)/(2•600•tg(4^°))); α = 67^°;.

Угол (α+β) равен 71^o. Производили формирование первой торцовой поверхности за полный оборот шлифовального круга. В качестве правящего инструмента принимали шлифовальный круг марки 100 x 200 x 32 54С T2-2-K ГОСТ 2424-83. Режимы формирования: V_п.и.= 20 м/с, V_ш.к. 7,6 м/с. Формирование фасонного шлифовального круга производили на универсально-заточном станке мод. ЗМ642 при установке на стол станка специального приспособления для осуществления указанного способа. Затем производили перевод правящего инструмента в другую рабочую позицию на 180^o по дуге окружности, причем центр траектории лежит в плоскости, образованной пересечением осей вращения шлифовального круга и правящего инструмента в начальной рабочей позиции, и эта плоскость перпендикулярна плоскости траектории перевода, а радиус дуги окружности определяли по зависимости

где R_ш радиус правящего инструмента, м;
H ширина шлифовального круга, м.

R 0,05+((0,6•cos(71^o)+0,08•cos²(4^o) - 0,3•sin(8^o)•sin(71^o))/(2•cos(4^o))); R 0,168 м.

Одновременно с переводом правящего инструмента производили смещение оси симметрии шлифовального круга относительно оси его вращения параллельно самой себе на величину, определяемой по формуле
e = (H-D•tg(β))•sin(β)
e (0,08-0,6•tg(4^o))•sin(4^o), e 2,65•10^-3 м.

Смещение оси симметрии производили в плоскости, образованной пересечением осей вращения шлифовального круга и правящего инструмента, по направлению к последнему в начальной рабочей позиции. Затем повторяли цикл формирования для второй торцовой поверхности. Сформированный шлифовальный круг применялся для обработки поверхности плоских образцов из стали ШХ15 HRC_э59 62 при V_ш.к.= 35 м/с; V_д 0,2 м/с; t 5•10^-6 м. Охлаждение 3,5-ный раствор НГЛ-205 в воде.

Изобретение позволяет:
формировать рабочую поверхность шлифовального круга с аксиально смещенным режущим слоем;
получить абразивный круг, работающий по методу бегущего контакта до полного его износа.

Использование: в машиностроении для формирования шлифовальных кругов. Сущность изобретения: правящему инструменту и шлифовальному кругу сообщают вращение. Ось правящего инструмента располагают под острым углом к оси вращения круга, а для формирования второго торца производят относительную переустановку круга и правящего инструмента в другую позицию. Шлифовальный круг устанавливают под острым углом β к оси его вращения, причем расстояние от торца формируемой поверхности до точки пересечения оси вращения шлифовального круга и оси его симметрии определяют по формуле l = 0,5•D•tg(β)/cos(β) , где D - наружный диаметр шлифовального круга, м; β - заданный при проектировании угол наклона аксиально смещенного режущего слоя шлифовального круга. Правящий инструмент доводят до касания с точкой пересечения образующей шлифовального круга и его торца, а установку правящего инструмента осуществляют под углом (α+β), где α определяют по формуле α = arctg((D-D_min)/(2•D•tg(β))) , где D_min - минимальный рабочий диаметр шлифовального круга, м. После полного оборота шлифовального круга перед переустановкой в другую позицию вращение последнего и правящего инструмента прекращают и возобновляют его после переустановки. Способ предусматривает также определенные действия для формирования второго торца круга с приведением расчетных формул для определения параметров, характеризующих перемещения шлифовального круга и правящего инструмента. 2 з. п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ формирования шлифовального круга правящим инструментом, в котором правящему инструменту и шлифовальному кругу сообщают вращение, ось правящего инструмента располагают под острым углом к оси вращения круга, а для формирования второго торца производят относительную переустановку круга и правящего инструмента в другую позицию, отличающийся тем, что шлифовальный круг устанавливают под острым углом к оси его вращения, причем расстояние от торца формируемой поверхности до точки пересечения оси вращения шлифовального круга и оси его симметрии определяют по формуле
l = 0,5•D•tgβ/cosβ,
где D наружный диаметр шлифовального круга, м;
β - заданный при проектировании угол наклона аксиально смещенного режущего слоя шлифовального круга,
правящий инструмент доводят до касания с точкой пересечения образующей шлифовального круга и его торца, а установку правящего инструмента осуществляют под углом (α + β), где α определяют по формуле
a = arctg(D-D_min)/2•D•tgβ,
где D_m i n минимальный рабочий диаметр шлифовального круга, м,
при этом после полного оборота шлифовального круга перед переустановкой в другую позицию вращение последнего и правящего инструмента прекращают и возобновляют его после переустановки. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что относительную переустановку шлифовального круга и правящего инструмента в другую позицию производят перемещением правящего инструмента по дуге окружности на 180^o с центром, лежащим в плоскости расположения пересекающихся осей вращения шлифовального круга и правящего инструмента в начальной рабочей позиции, перпендикулярной плоскости траектории перемещения правящего инструмента, при этом радиус дуги окружности определяют по формуле

где R_ш радиус правящего инструмента, м;
Н ширина шлифовального круга, м. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что одновременно с перемещением правящего инструмента смещают ось симметрии шлифовального круга относительно оси его вращения параллельно самой себе на величину, определяемую по формуле
e = (H-D•tgβ)•sinβ,
причем смещение производят в плоскости расположения пересекающихся осей вращения шлифовального круга и правящего инструмента в начальной рабочей позиции по направлению к правящему инструменту.