СПОСОБ ДВУСТОРОННЕГО ТОРЦОВОГО ШЛИФОВАНИЯ Российский патент 2002 года по МПК B24B7/17 B24D7/00 

Описание патента на изобретение RU2182072C2

Изобретение относится к абразивной обработке и может быть использовано для шлифования кольцевых заготовок, например колец подшипников.

Известен способ одновременной двусторонней обработки торцов конических деталей (патент РФ 2058877, В 24 В 7/17, Б.И. 12, 1996г.), при котором им сообщают перемещение относительно двух инструментов, а в качестве инструментов берут прерывистые круги, у которых рабочие площади режущих выступов выбирают из условия постоянства отношения площади рабочей поверхности каждого круга к площади соответствующего обрабатываемого торца детали.

Недостаток данного способа состоит в том, что он не обеспечивает высокого качества обработанной поверхности. Это объясняется тем, что режущие выступы каждого шлифовального круга имеют свою постоянную ширину. При этом нагрузка, определяемая объемом снятого металла, на каждый режущий выступ будет различная. При движении заготовок с постоянной скоростью продольной подачи наименьшую нагрузку будут испытывать режущие выступы, находящиеся ближе к периферии круга, а наибольшую - ближе к центру круга. Так как режущие выступы выполнены концентрично, то наибольшее количество абразивных зерен находится на наибольшем режущем выступе, а наименьшее - на наименьшем режущем выступе. Следовательно, на долю абразивных зерен, находящихся на наибольшем и наименьшем режущих выступах, приходятся различные микрообъемы удаляемого металла. Различная нагрузка на каждый режущий выступ приводит к неравномерному их износу. Наибольшему износу будет подвержен наименьший режущий выступ. В результате обработанная поверхность детали имеет повышенные показатели по неплоскостности и непараллельности торцов.

Таким образом, применение инструмента с постоянной шириной режущих выступов в способе двусторонней обработки торцов деталей не обеспечивает высокого качества обработанной поверхности.

Наиболее близким по технической сущности является способ двустороннего торцового шлифования (Патент РФ 2071901, В 24 В 7/17, Б.И. 2, 1997 г.), при котором безабразивные зоны на торцах кругов образуют канавками переменного шага, при этом продольную подачу заготовок определяют по формуле
Vз= 3n(В-b)/2,
где Vз - продольная подача заготовок, м/с; n - частота вращения круга, с-1; В - ширина дисковой заготовки, м;
b - ширина канавки на торце круга, м.

Недостаток данного способа состоит в том, что он так же, как и рассмотренный выше способ, не обеспечивает высокого качества обработанной поверхности. В этом способе ширины абразивных зон выбраны без учета на них нагрузки. Отсюда каждая абразивная зона будет иметь свой износ. В результате рабочая поверхность круга получит искаженный профиль, который переносится на обрабатываемую поверхность детали. В итоге обработанная поверхность имеет повышенные показатели по неплоскостности и непараллельности торцов.

Техническим результатом является повышение качества обработанных поверхностей детали.

Технический результат достигается тем, что в способе двустороннего торцового шлифования заготовок с центральным отверстием, включающем их продольную подачу в диаметральном направлении между двумя вращающимися абразивными кругами с концентрично расположенными абразивными и безабразивными зонами на их торцах, используют абразивные круги с абразивными зонами переменной ширины, определяемой по формуле
Δп = Δ1•r1/rп,
где Δп - ширина произвольной абразивной зоны, м;
Δ1 - ширина центральной абразивной зоны, м;
r1 - внутренний радиус центральной абразивной зоны, м;
rп - внутренний радиус произвольнoй абразивной зоны, м;
при этом продольную подачу заготовок определяют по формуле
Vз=2dзн/t,
где Vз- продольная подача заготовок, м/с;
dзн - наружный диаметр заготовок, м;
t - время прохождения заготовкой зоны шлифования, с.

Использование предлагаемого технического решения позволяет с учетом режимных параметров обработки добиться равномерной нагрузки на каждую абразивную зону шлифовального круга, при этом объем металла, приходящийся на каждое зерно, что определяет нагрузку на него, остается величиной постоянной и не зависит от положения зерна в рабочей зоне круга. В результате происходит синхронный (равномерный) износ каждой абразивной зоны шлифовального круга, что обеспечивает стабильное высокoe качество обработки.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 дана схема реализации способа; на фиг.2 - вид в плане шлифовального круга с концентрично расположенными абразивными и безабразивными зонами.

Шлифовальный круг 1 имеет абразивные 2 и безабразивные 3 зоны. Центральная (внутренняя) абразивная зона имеет внутренний радиус r1 и ширину Δ1, а произвольная абразивная зона - внутренний радиус rп и ширину Δп.

Заготовка 4 с внутренним диаметром dзв и наружным диметром dзн ограничена нижней 5 и верхней 6 направляющими линейками.

Способ осуществляется следующий образом.

Заготовка 4, ограниченная нижней 5 и верхней 6 направляющими линейками, перемещается между двумя шлифовальными кругами 1 с продольной подачей Vз (фиг. 1). В зоне обработки заготовка 4 вращается с частотой n3. Шлифовальные круги 1 вращаются с частотой nк в разные стороны.

Время прохождения заготовкой 4 зоны шлифования равно

За время t шлифовальный круг 1 делает количество oборотов N, равное
N=nk•t (2)
При этом обрабатывается площадь заготовки 4 равна

С данной обрабатываемой площади на каждое абразивное зерно приходится объем металла

где l(r) - длина пути, пройденного абразивным зерном со скоростью вращения шлифовального круга за время его контакта с обрабатываемой поверхностью.

Шлифовальный круг 1 имеет переменную величину ширины абразивных зон 2 (фиг 2). В процессе обработки каждая абразивная зона удаляет с обрабатываемой поверхности заготовки 4 объем металла, равный

где Nn - количества зерен в произвольной абразивной зоне.

Для обеспечения равномерного износа каждой абразивной зоны необходимо, чтобы выполнялось условие
Vмет.1= Vмет.2=...= Vмет.п= C=const, (6)
где Vмет.1 - объем металла, удаляемый центральной абразивной зоной; Vмет.2 - последующей абразивной зоной; Vмет.п - произвольной абразивной зоной.

Удаление одинакового объема металла с обрабатываемой поверхности заготовки каждой абразивной зоной свидетельствует об одинаковой нагрузке, приходящейся на каждую из зон.

Объемы удаляемого металла, входящие в условие (6), могут быть найдены как


,
где Δ12n - ширины центральной, последующей и произвольной абразивных зон;
r1, r2, rn - внутренние радиусы центральной, последующей и произвольной абразивных зон.

Выполнение условия (6) возможно лишь тогда, когда величины ширин абразивных зон равны


то есть определялись по формуле
(8)
где Δп - ширина произвольной абразивной зоны;
Δ1 - ширина центральной абразивной зоны;
r1 - внутренний радиус центральной абразивном зоны;
rп - внутренний радиус произвольной абразивной зоны.

Ширина Δ1 и внутренний радиус r1 центральной абразивной зоны задаются произвольно.

Способ двустороннего торцового шлифования испытан в производственных условиях. В таблице 1 приведен конкретный пример расчета формы рабочей поверхности торцешлифовального круга.

Обработке подвергались наружные кольца конических подшипников 7516, имеющие dзн=0,13м. Время обработки составляло t = 5 с. Отсюда продольная подача заготовок была равна
Vз=2dзн/t=2•0,13/5=0,052 м/с.

Результаты испытаний показали, что на рабочей поверхности круга происходит синхронный (равномерный) износ каждой абразивной зоны. За счет этого повысилось качество обработки по параметрам неплоскостности и непараллельности торцов.

Похожие патенты RU2182072C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ДВУСТОРОННЕГО ТОРЦОВОГО ШЛИФОВАНИЯ 1994
  • Савинская В.Г.
  • Сарайкин А.М.
  • Николаенко А.А.
  • Лебедев Г.В.
RU2071901C1
СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ МНОГОСТУПЕНЧАТЫХ ДЕТАЛЕЙ 1997
  • Филин А.Н.
  • Горшенин В.С.
  • Рахчеев В.Г.
  • Кузнецова И.И.
  • Беззубцев Д.В.
RU2136475C1
СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ МНОГОСТУПЕНЧАТЫХ ДЕТАЛЕЙ 1999
  • Филин А.Н.
  • Рахчеев В.Г.
  • Горшенин В.С.
RU2168406C2
СПОСОБ ОДНОВРЕМЕННОГО ШЛИФОВАНИЯ ТОРЦОВ ДЕТАЛЕЙ 1994
  • Бурочкин Ю.П.
RU2073595C1
СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ ДОВОДКИ СФЕРИЧЕСКИХ ТОРЦОВ КОНИЧЕСКИХ РОЛИКОВ 1998
  • Рахчеев В.Г.
RU2162402C2
ПРЕРЫВИСТЫЙ ШЛИФОВАЛЬНЫЙ КРУГ ДЛЯ ОБРАБОТКИ КОЛЕС С КРУГОВЫМ ЗУБОМ 1999
  • Степанов Ю.С.
  • Афонасьев Б.И.
  • Харламов Г.А.
  • Подзолков М.Г.
RU2147268C1
ШЛИФОВАЛЬНЫЙ КРУГ 2001
  • Гурьянихин В.Ф.
  • Беляев А.В.
  • Евстигнеев А.Д.
  • Белов М.А.
RU2200653C2
СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОЙ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ 1997
  • Степанов Ю.С.
  • Афонасьев Б.И.
  • Бурнашов М.А.
  • Гончаров И.И.
RU2123924C1
СБОРНЫЙ АЛМАЗНО-АБРАЗИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ МНОГОСТУПЕНЧАТЫХ ОТВЕРСТИЙ 2004
  • Степанов Юрий Сергеевич
  • Афанасьев Борис Иванович
  • Самойлов Николай Николаевич
  • Фомин Дмитрий Сергеевич
RU2267396C1
СПОСОБ АЛМАЗНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ МНОГОСТУПЕНЧАТЫХ ОТВЕРСТИЙ 2004
  • Степанов Юрий Сергеевич
  • Афанасьев Борис Иванович
  • Самойлов Николай Николаевич
  • Фомин Дмитрий Сергеевич
RU2271917C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 182 072 C2

Реферат патента 2002 года СПОСОБ ДВУСТОРОННЕГО ТОРЦОВОГО ШЛИФОВАНИЯ

Изобретение относится к абразивной обработке и может быть использован для шлифования кольцевых заготовок, например колец подшипников. Заготовкам сообщают продольную подачу в диаметральном направлении между двумя вращающимися абразивными кругами с концентрично расположенными на их торцах абразивными и безабразивными зонами. Абразивные зоны на торцах кругов образуют переменной ширины. Приведены расчетные формулы для определения ширины произвольной абразивной зоны и величины продольной подачи. Такие действия обеспечивают равномерную нагрузку на каждую абразивную зону за счет постоянной величины объема металла, проходящего на каждое зерно, что повышает качество обработки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Формула изобретения RU 2 182 072 C2

1. Способ двустороннего торцового шлифования заготовок, включающий их продольную подачу в диаметральном направлении между двумя вращающимися абразивными кругами с концентрично расположенными абразивными и безабразивными зонами на их торцах, отличающийся тем, что используют абразивные круги с абразивными зонами переменной ширины, определяемой по формуле
Δп = Δ1•r1/rп,
где Δп - ширина произвольной абразивной зоны, м;
Δ1 - ширина, центральной абразивной зоны, м;
rп - внутренний радиус произвольной абразивной зоны, м;
r1 - внутренний радиус центральной абразивной зоны, м,
при этом величину продольной подачи заготовок определяет по формуле
Vз= 2dзн/t,
где Vз - продольная подача заготовок, м/с;
dзн - наружной диаметр заготовки, м;
t - время прохождения заготовкой зоны шлифования, с.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что он предназначен для шлифования заготовок с центральным отверстием.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2002 года RU2182072C2

СПОСОБ ДВУСТОРОННЕГО ТОРЦОВОГО ШЛИФОВАНИЯ 1994
  • Савинская В.Г.
  • Сарайкин А.М.
  • Николаенко А.А.
  • Лебедев Г.В.
RU2071901C1
RU 2058871 C1, 20.04.1996
Абразивный инструмент для обработки плоских поверхностей 1987
  • Орап Анатолий Афанасьевич
  • Сенченко Елена Витольдовна
  • Сохань Сергей Васильевич
  • Стахнив Николай Евстафьевич
SU1549737A1
Способ шлифования 1989
  • Савинская Валентина Григорьевна
  • Маргулис Давид Константинович
  • Каблов Юрий Евгеньевич
  • Сарайкин Андрей Михайлович
SU1748996A1
DE 3931277 A1, 19.04.1990.

RU 2 182 072 C2

Авторы

Филин А.Н.

Рахчеев В.Г.

Лапенков Д.А.

Даты

2002-05-10Публикация

2000-02-09Подача