СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ Российский патент 2004 года по МПК B24B1/00 B24B5/06 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при финишной обработке внутренней цилиндрической прерывистой поверхности.

Известен способ шлифования внутренней цилиндрической поверхности, включающий вращение смежных абразивных кругов в противоположные стороны и перемещение шлифовальной головки вдоль внутренней цилиндрической поверхности детали. Способ обеспечивает знакопеременные деформации сдвига в поверхностном слое (патент РФ № 2124429, В 24 В 33/08, 41/04, 1998).

При обработке прерывистых поверхностей в противоположных направлениях создаются разные условия резания и возможно образование заусенцев.

Наиболее близким по технической сущности является способ шлифования внутренней цилиндрической поверхности, включающий вращение смежных абразивных кругов в противоположные стороны и перемещение планетарной шлифовальной головки вдоль внутренней цилиндрической поверхности детали. Способ обеспечивает знакопеременные деформации сдвига в поверхностном слое (Н.В.Костин. Реверсивное шлифование высокопрочных композиционных материалов, наплавленных и напыленных покрытий. Пермь, ПГТУ, 1992, с.85).

Способ является теплонапряженным из-за большой суммарной площади пятна контакта. С ростом величины теплового воздействия увеличивается пластичность шлифуемого материала и склонность к образованию заусенцев.

Задачей изобретения является повышение качества шлифования за счет создания условий, исключающих образование заусенцев.

Поставленная цель достигается тем, что в способе шлифования, например, внутренней цилиндрической прерывистой поверхности, планетарной головкой с вращением смежных абразивных кругов в противоположные стороны и вращением обрабатываемой детали вокруг оси цилиндрической поверхности, шлифование производят, задавая соотношение времени одного оборота детали и времени поворота ротора планетарной головки на угол расположения смежных кругов в соответствии с выражением

где Т_д - время одного оборота детали;

Т_р - время поворота ротора планетарной головки на угол расположения смежных абразивных кругов;

К - количество контактов абразивных кругов за один оборот детали;

m - количество шлифуемых мест за время поворота планетарной шлифовальной головки на угол расположения смежных абразивных кругов.

Известен способ шлифования, при котором двум одинаковым шлифовальным кругам, расположенным на коаксиальных валах, сообщают вращение в противоположных направлениях и движение подачи, а заготовке - перемещение относительно кругов. Один круг жестко устанавливают на валу под углом α к плоскости, перпендикулярной оси вращения. Второму кругу сообщают осцилляцию (патент РФ № 2162398, В 24 В 1/00, 7/02, 1999). Данное техническое решение позволяет повысить качество шлифования за счет создания условий, исключающих образование заусенцев при шлифовании внутренних цилиндрических поверхностей сквозных отверстий. Данное техническое решение не позволяет повысить качество шлифования при шлифовании внутренних цилиндрических поверхностей глухих отверстий или ступенчатых внутренних цилиндрических поверхностей.

Предлагаемое техническое решение предназначено для шлифования внутренней цилиндрической прерывистой поверхности и ступенчатых внутренних цилиндрических поверхностей.

На чертеже приведена схема реализации способа.

Способ шлифования реализован с помощью планетарной головки, содержащей ротор 1 и абразивные круги 2, оси которых расположены на одинаковом расстоянии от оси планетарной головки. Смежные абразивные круги 2 вращаются в разные стороны. При вращении абразивные круги 2 поочередно кратковременно входят в контакт с обрабатываемой деталью 3, которая вращается вокруг своей оси. Шлифуемые места а расположены на внутренней цилиндрической поверхности и представляют собой торцы тонкостенных ребер, которые расположены с шагом N по внутренней поверхности обрабатываемой детали 3. За время поворота абразивного круга 2-1 на угол расположения смежных абразивных кругов и вступления в контакт круга 2-2 обрабатываемая деталь 3 перемещается на расстояние АВ. Величина участка АВ зависит от скорости вращения обрабатываемой детали 3 и ротора 1. На участке АВ находится m шлифуемых мест а.

Для обеспечения знакопеременных деформаций сдвига в поверхностном слое шлифуемых мест а необходимо, чтобы за каждый полный оборот обрабатываемой детали 3 произошло смещение точек контактов абразивных кругов 2 на шаг N, равный расстоянию между шлифуемыми местами а.

Через m оборотов обрабатываемой детали 3 абразивный круг 2-1 срезает слой металла на всех шлифуемых местах а участка АВ, формируя текстуру в направлении вращения абразивного круга 2-1. Круг 2-2 срезает слой металла на всех шлифуемых местах а на участке ВС, формирует текстуру в направлении вращения абразивного круга 2-2 и т.д. Через 2m оборотов обрабатываемой детали 3 абразивный круг 2-1 срезает слой металла на всех шлифуемых местах а на участке ВС, формируя текстуру в обратном направлении. То же самое происходит на участках CD и других участках.

Через 2m оборотов обрабатываемой детали 3 закончится цикл реверсивного шлифования - все шлифуемые места а обрабатываемой детали 3 будут иметь знакопеременные деформации сдвига в поверхностном слое.

Способ реализуют следующим образом.

По установленным технологическим режимам шлифования предварительно определяем число оборотов детали nпд

и ротора nпp планетарной головки, содержащей 4 абразивных круга. Диаметр обрабатываемого отверстия детали - D. Шлифуемые места - торцы ребер толщиной а, которые расположены по длине окружности через шаг N. Для реализации способа предлагается следующая методика:

1. Определяем предварительное время одного оборота детали

TпД

=60/nпД

2. Определяем предварительное время поворота ротора планетарной головки на угол расположения смежных абразивных кругов

3. Определяем общее количество шлифуемых мест

4. Определяем время поворота детали на один шаг N

5. Определяем количество шлифуемых мест за время поворота ротора планетарной головки на угол расположения смежных абразивных кругов

Частное округляем до целого числа m.

6. Рассчитываем уточненное время поворота ротора планетарной головки на угол расположения смежных абразивных кругов

T_р=Тδ×m

7. Определяем количество контактов абразивных кругов за один оборот детали К как целую часть частного при делении Т_д на Тур

.

8. Определяем уточненное время одного полного оборота детали

9. Определяем уточненное значение частоты вращения детали n_д=60/Т_д и уточненную частоту вращения ротора планетарной головки n_р=(60/Тр):4.

Обороты детали и ротора планетарной головки настраивают регулированием частот вращения приводов вращения детали и планетарной головки. Устанавливают заданную глубину резания и производят шлифование отверстия. Через 2m оборотов детали закончится цикл реверсивного шлифования, т.е. все шлифуемые места будут иметь знакопеременные деформации сдвига в поверхностном слое.

Пример конкретного выполнения.

На суппорт карусельного станка установлен привод планетарной шлифовальной головки с четырьмя абразивными кругами 5 80 40 20 64С 6 СМ1 К с вращением смежных абразивных кругов в противоположные стороны.

Предварительная частота оборотов ротора планетарной головки nпр

=900 об/мин. Внутренний диаметр обрабатываемой детали из материала ХН78Т - 1208,4 мм. Шлифуемые места, торцы тонкостенных ребер толщиной 0,1 мм, расположены по длине окружности через 1,31 мм (шаг 1,41 мм). Предварительная частота вращения детали nпд=5 об/мин.

По предложенной методике определяем уточненные значения частоты вращения детали n_д=5,003 об/мин и частоты вращения ротора планетарной головки n_p=840,8 об/мин.

Настройка значений n_р и n_д производится за счет регулирования частот вращения приводов вращения детали и планетарной головки. Режимы шлифования: глубина резания - 0,05 мм, скорость круга - 30 м/с, снимаемый припуск - 0,4 мм. Каждое врезание на глубину 0,05 мм производилось через 8 полных оборотов детали.

Предложенный способ шлифования повышает качество шлифования, предотвращает образование заусенцев.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при финишной обработке внутренней цилиндрической прерывистой поверхности. Для осуществления способа используют планетарную головку с вращением смежных абразивных кругов в противоположные стороны. Обрабатываемой детали сообщают вращение вокруг оси цилиндрической поверхности. Шлифование производят из условия определения отношения времени одного поворота детали к времени оборота ротора планетарной головки на угол расположения смежных кругов по приведенной зависимости, включающей время одного оборота детали, время поворота ротора планетарной головки на угол расположения смежных абразивных кругов, количество контактов абразивных кругов за один оборот детали и количество шлифуемых мест за время поворота планетарной шлифовальной головки на угол расположения смежных абразивных кругов. Такие действия обеспечивают знакопеременные деформации сдвигов в поверхностном слое, что исключает образование заусенцев и повышает качество шлифования. 1 ил.

Способ шлифования, например, внутренней цилиндрической прерывистой поверхности, планетарной головкой с вращением смежных абразивных кругов в противоположные стороны и вращением обрабатываемой детали вокруг оси цилиндрической поверхности, отличающийся тем, что шлифование производят задавая соотношение времени одного поворота детали и времени оборота ротора планетарной головки на угол расположения смежных кругов в соответствии с выражением

где Т_Д - время одного оборота детали;

Т_P - время поворота ротора планетарной головки на угол расположения смежных абразивных кругов;

К - количество контактов абразивных кругов за один оборот детали;

m - количество шлифуемых мест за время поворота планетарной шлифовальной головки на угол расположения смежных абразивных кругов.