СПОСОБ ЛЕНТОЧНОГО ШЛИФОВАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1999 года по МПК B24B21/00 

Изобретение относится к обработке абразивными лентами и может быть использовано в машиностроении для шлифования изделий цилиндрической, сферической и призматической формы.

Известны способы обработки профильных поверхностей металлических изделий абразивной лентой, прижимаемой к изделию роликом (1), (2). Однако эти способы и устройства малопроизводительны и не пригодны для обработки большого количества малогабаритных деталей, так как не обеспечивают возможность автоматизации вспомогательных операций.

Известен способ и устройство для обработки шариков гибкими лентами, при котором каждый шарик размещают между двумя рабочими поверхностями лент, установленными под углом друг к другу, сообщают лентам относительные перемещения в двух непараллельных плоскостях, расположенными одна относительно другой с образованием петли, в которую помещают обрабатываемый шарик, при этом ленты перемещают с синхронно изменяющимися скоростями так, что в момент достижения одной из лент максимальной скорости перемещения скорость перемещения другой соответствует минимальному значению (3).

По технической сущности и достигаемому результату они наиболее близки к заявляемому изобретению, вследствие чего они приняты за прототипы.

Недостатком прототипов является низкая производительность, т.к. они не обеспечивают возможность автоматизации вспомогательных операций. Это объясняется тем, что в указанном способе обработку ведут двумя гибкими лептами, расположенными одна относительно другой с образованием петли, образующейся за счет установки лент под углом друг к другу, в которую помещают обрабатываемый шарик, в результате чего невозможно осуществить смену заготовок без остановки станка. Для смены заготовки необходимо остановить станок, расфиксировать обработанный шарик путем ослабления петли абразивных лент, убрать его из петли, затем вложить в нее заготовку, подтянуть ленты и только после этого возможно продолжить обработку. Очевидно, что вышеперечисленные вспомогательные операции по продолжительности сопоставимы с временем непосредственного шлифования, что снижает производительность обработки. Кроме этого, с помощью данного способа возможна обработка только шариков.

Изобретение направлено на повышение производительности путем автоматизации цикла обработки изделия.

Это достигается тем, что изделие свободно (без закрепления) подают в зону обработки, образованную двумя рабочими поверхностями лент, размещенными напротив друг друга и движущимися под углом друг к другу в направлении вектора результирующей скоростей, затем перемещают изделие в зоне обработки и выводят из нее силами резания. Для улучшения качества обработанной поверхности путем несовпадения следов обработки изделие перемещают в зоне обработки по криволинейной траектории (с помощью, например, криволинейных направляющих) либо непрерывно изменяют угол между лентами. И первое и второе обеспечивают несовпадение следов обработки. Кроме того, для увеличения снятого припуска изделие задерживается в рабочей зоне на заданное время, для чего может использоваться убирающийся упор, управляемый реле времени. Как частный случай (для упрощения конструкции) в качестве рабочих поверхностей могут использоваться ветви одной бесконечной ленты с абразивным покрытием внутренней стороны.

Поскольку совокупность вышеперечисленных существенных признаков не известна из уровня техники предлагаемое изобретение является новым.

Подача свободного (незакрепленного) изделия в рабочую зону, образованную двумя лентами, установленными против друг друга и движущимися под углом друг к другу, в направлении вектора результирующей скоростей лент, перемещение изделия в рабочей зоне и вывод из нее силами резания позволяют исключить потери вспомогательного времени на установку, закрепление, разжим и тому подобные операции, что обеспечивает протекание процесса обработки автоматически, а, следовательно, повышает производительность. Так как не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с перечисленными отличительными признаками, влияющими на достижение технического результата, то заявляемое изобретение соответствует изобретательскому уровню.

Сущность изобретения поясняется чертежами: на фиг. 1 изображена схема скоростей лент и сил резания, на фиг. 2 показана зона обработки изделия, на фиг. 3 представлен общий вид варианта устройства для реализации заявляемого способа, на фиг. 4 - то же устройство в плане.

Рабочие поверхности лент 1 и 2, установленные против друг друга и движущиеся под углом α друг к другу, образуют между собой зону обработки, в которую в направлении вектора результирующей скоростей рабочих поверхностей лент подается изделие 3. С введением детали в зону обработки на контактирующих поверхностях абразивных лент и детали появляются силы P₁ и P₂, совпадающие по направлению с векторами скоростей рабочих поверхностей лент V₁ и V₂, которые перемещают и выводят изделие из зоны обработки. P и V результирующие векторов действующих на рабочих поверхностях сил и скоростей.

На фиг. 1 изображена схема скоростей лент и сил резания, на которой векторы сил резания P₁, P₂, P на рабочих поверхностях и векторы скоростей V₁, V₂ и V совпадают.

Для стабилизации движения изделия во время обработки служат направляющие 4. Рабочие поверхности лент при обработке поджимаются к изделию контактными элементами 5. Время прохождения изделия через зону обработки, а следовательно, и величину снимаемого припуска устанавливают углом α между направлениями движения рабочих поверхностей, поскольку этот угол определяет величины равнодействующих скоростей и сил резания. При перемещении изделия в зоне обработки по криволинейной траектории или при непрерывном изменении угла α следы обработки не совпадают, что повышает качество обработанной поверхности.

Для реализации предлагаемого способа было изготовлено приспособление (фиг. 3 и 4), состоящее из бесконечной ленты с внутренней абразивной поверхностью, ветви которой служили рабочими поверхностями 1 и 2, двух роликов 6 и 7, прижимных контактных элементов 5 и направляющих 4. Один из роликов закреплялся в патроне токарного станка, а второй был установлен с возможностью поворота на суппорте станка. Поворот ролика обеспечивал изменение угла между направлениями движения рабочих поверхностей, а контактные элементы гарантировали поджатие рабочих поверхностей к обрабатываемому изделию. Направляющие 4 стабилизировали перемещение изделия под действием сил резания в нужном направлении. Привод токарного станка позволял при испытаниях широко изменять частоту вращения приводного ролика 6. Бесконечную ленту получали путем склеивания ленты из наждачной шкурки шириной 80 мм. В качестве образцов использовали пластинки 2x10x10 мм и цилиндрики 5x10 мм из стали 45. Шероховатость поверхности образцов была R_a = 0,15. При обработке цилиндрических образцов поверхность контактных элементов была выполнена не плоской.

Результаты проведения экспериментов показали следующее.

Угол α между лентами при данных условиях регулировали в пределах 1-5^o. При этом время обработки было 2-0,5 с. Скорость вращения приводного ролика изменяли в пределах 150-800 об/мин, давление на деталь 5-20 Н/см². С увеличением давления резко возрастал съем. Шероховатость поверхности за один проход изменилась с R_a = 0,15 до R_a = 0,07. Поверхность образцов была равномерно обработана. Особенно хорошо были обработаны детали цилиндрической формы - получена высококачественная матовая поверхность без различимых следов обработки, это объясняется тем, что риски от обработки обоими абразивными поверхностями направлены под углом друг к другу.

По сравнению с прототипом заявленный способ в зависимости от условий повышает производительность шлифования в 1,5-4 раза за счет резкого снижения вспомогательного времени на закрепление и подачу изделия в зону обработки. Кроме этого, отпадает необходимость в оснащении станка, работающего по предлагаемому способу, устройствами для продвижения изделия детали через зону обработки, что упрощает его конструкцию, увеличивает надежность и уменьшает стоимость.

Источники информации
1. A.C. CCCP N 518321, М.кл. B 24 B 21/00, 1976, БИ N 23.

2. А.С. СССР N 1227432, М.кл. B 24 B 21/16, 1986, БИ N 16.

3. А.С. СССР N 1184649, М.кл. B 24 B 21/02, 1985, БИ N 38.4

Изобретение относится к обработке абразивными лентами и может быть использовано в машиностроении и приборостроении для обработки изделий призматической, цилиндрической и сферической формы. Его использование позволит расширить технологические возможности ленточного шлифования при обработке малогабаритных деталей. Это обеспечивается подачей изделий в рабочую зону, образованную размещением рабочих поверхностей лент одна против другой с возможностью движения под углом одна к другой и направляющими в направлении равнодействующей скоростей рабочих поверхностей. Передвижение изделия в зоне обработки и вывод из нее осуществляется силами резания. Регулирование угла между лентами производится специальным механизмом, а для удерживания изделия в рабочей зоне введен упор с реле времени. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ ленточного шлифования, при котором изделие размещают в зоне обработки между двумя рабочими поверхностями лент, установленными под углом одна к другой, и сообщают лентам относительные перемещения, отличающийся тем, что рабочие поверхности лент располагают одна напротив другой и при обработке ленты перемещают под углом одна к другой, а изделие подают в зону обработки в направлении вектора результирующей скоростей движения лент с рабочими поверхностями, передвигают в зоне обработки и выводят из нее силами резания. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что изделие перемещают в зоне обработки по криволинейной траектории. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что угол между рабочими поверхностями лент изменяют непрерывно. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что изделие задерживают в зоне обработки заданное время. 5. Устройство для ленточного шлифования изделия с двух сторон, содержащее ленты с рабочими поверхностями, размещенными под углом одна к другой, отличающееся тем, что оно снабжено механизмом для установки указанного угла и направляющими для стабилизации движения изделия в зоне обработки, при этом ленты рабочими поверхностями установлены одна напротив другой с возможностью движения под углом одна к другой. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что в зоне обработки установлен съемный упор с реле времени. 7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что направляющие для стабилизации движения детали в зоне обработки выполнены криволинейными. 8. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что рабочие поверхности лент образованы ветвями бесконечной ленты с абразивным покрытием внутренней стороны, а механизм для установки угла между рабочими поверхностями выполнен в виде ролика с осью, закрепленной с одной стороны с возможностью поворота.