СПОСОБ ОСЦИЛЛИРУЮЩЕГО КРУГЛОГО НАРУЖНОГО ШЛИФОВАНИЯ С ВЫХАЖИВАНИЕМ И С ПРОДОЛЬНОЙ ПОДАЧЕЙ СТОЛА Российский патент 2010 года по МПК B24B5/04 

Изобретение относится к металлообрабатывающей промышленности, а более конкретно к финишной обработке заготовок при круглом наружном шлифовании.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в обеспечении повышения качества обработки заготовок при круглом наружном шлифовании с продольной подачей стола.

Известен способ управления круглым шлифованием с продольной подачей стола при работе в цикле, содержащем этапы врезания, чернового съема, чистового съема и выхаживания, включающий изменение значения скорости съема припуска и соответствующее изменение скорости врезной подачи (см. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. T.1/Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. 387 с.), причем на этапе врезания обработку осуществляют с постоянной ускоренной поперечной подачей вызывающей непрерывное увеличение глубины срезаемого слоя в результате нарастания упругого натяга в технологической системе. При достижении заданного максимального значения глубины срезаемого слоя поперечную подачу круга замедляют. Начинается этап чернового съема, при котором удаляется до 60-70% общего припуска. Перед началом этапа чистового съема поперечная подача круга снова снижается, и съем металла протекает при непрерывно уменьшающейся глубине срезаемого слоя. На этапе выхаживания поперечная подача круга прекращается, глубина срезаемого слоя быстро уменьшается, достигая минимального значения. Необходимо отметить и то, что врезная подача осуществляется периодически, на каждый двойной ход заготовки.

К недостаткам этого способа относятся: во-первых, обработку ведут в жестких неподвижных центрах, поэтому обеспечивается недостаточно высокое качество обработки; во-вторых, из-за преждевременного засаливания шлифовального круга при максимальной скорости съема припуска снижается период стойкости инструмента, в результате чего падает производительность и качество обработки на этапе выхаживания.

Известен также способ круглого наружного шлифования с продольной подачей стола с выхаживанием (см., например, книгу Ковшов А.Н. Технология машиностроения. Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. - М.: Машиностроение, 1987, с.158). К недостаткам этого способа относится невысокие качество и производительность обработки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является выбранный в качестве прототипа способ осциллирующего продольного шлифования, при котором шлифовальному кругу сообщается дополнительное осевое осциллирующее движение с небольшой амплитудой до 3 мм, а снятие припуска осуществляется при продольной подаче стола и периодической врезной подаче круга (см., например, книгу Ковшов А.Н. Технология машиностроения. Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. - М.: Машиностроение, 1987, с.158-159).

К недостаткам этого способа можно отнести следующее. Во-первых, осевые осциллирующие движения при таком шлифовании обеспечивают с помощью шлифовальной бабки, в результате чего усиливаются колебания технологической системы из-за больших масс и инерционности системы, поэтому снижается точность обрабатываемых заготовок. Во-вторых, осевые осциллирующие движения осуществляются при амплитудах, значительно превышающих зернистость круга, поэтому шероховатость снижается незначительно, а в большинстве случаев даже возрастает.

Техническая задача изобретения заключается в обеспечении повышения качества обработки заготовок при круглом наружном шлифовании с продольной подачей стола.

Для решения поставленной задачи предлагается способ осциллирующего круглого наружного шлифования с выхаживанием и с продольной подачей стола, включающий вращения заготовки и шлифовального круга в условиях осевых осциллирующих движений, непрерывную подачу заготовки со столом и периодическую подачу шлифовального круга в радиальном направлении на одинарный или двойной ход стола с заготовкой, отличающийся тем, что заготовку закрепляют в подвижных в осевом направлении центрах, а осевые осциллирующие движения накладывают на заготовку в течение этапа выхаживания, величину амплитуды которых выбирают в пределах зернистости шлифовального круга.

У прототипа и заявляемого изобретения имеются следующие сходные существенные признаки: круглое наружное шлифование с продольной подачей стола осуществляется при вращательных движениях шлифовального круга и заготовки по одному и тому же циклу (врезание, черновая подача, чистовая подача, выхаживание); радиальная подача шлифовального круга осуществляется периодически, на одинарный или двойной ход заготовки; шлифование проводится в условиях осевых осциллирующих движений.

По отношению к прототипу у заявляемого изобретения имеются следующие отличительные признаки: осевые осциллирующие движения накладываются на заготовку, а не на шлифовальный круг, причем только на этапе выхаживания; центры в отличие от традиционного круглого наружного шлифования с продольной подачей стола не жесткие, а подвижные (плавающие) в осевом направлении; амплитуда колебаний находится в пределах зернистости круга.

На чертеже изображено устройство для реализации способа, состоящее из задней и передней бабок шлифовального станка, шлифовального круга, обрабатываемой заготовки, переднего и заднего центров, привода для создания колебаний, поводка (не показан).

Установка работает следующим образом. Заготовка закрепляется в центрах, каждый из которых состоит из неподвижного корпуса 1, плавающего центра 2, пружины 3, разжимного кольца 4, винта 5. Благодаря наличию плавающих центров 2 и пружин 3 заготовка имеет возможность осциллировать в осевом направлении со скоростью V_oc с амплитудой в пределах зернистости круга с помощью привода, состоящего из кронштейна 6, толкателя 7 и механизма возмущения колебаний 8 (например, механического, электромагнитного и др.). При подводе шлифовального круга к заготовке с врезной подачей в радиальном направлении t_p все зазоры в центрах выбираются, и образуется натяг в технологической системе, который частично выбирается на обратном ходе стола с заготовкой и окончательно на конечном этапе цикла шлифования. Причем после выборки небольших зазоров в центрах ось центров смещается и шлифование осуществляется на этой неподвижной оси.

К преимуществам предлагаемого способа можно отнести следующее: во-первых, осевая осцилляция заготовки на этапе выхаживания позволяет снизить шероховатость обрабатываемой поверхности заготовки на 30-50% (при одной и той же производительности) по сравнению с шлифованием этой заготовки в жестких центрах с выхаживанием; во-вторых, осевые осциллирующие движения заготовок осуществляются при малых массах системы в отличие от осцилляции, например, шлифовального круга или стола с заготовкой, поэтому потребуются простые устройства для осцилляции, и, кроме того, будут меньшие вибрации и инерционность технологической системы и стоимость устройств; в-третьих, при традиционном врезном шлифовании заготовка зажимается в левом неподвижном центре и в правом подпружиненном подвижном центре, поэтому при образовании натяга в системе зазоры выбираются лишь в заднем центре. А при использовании плавающих центров ось центров смещается параллельно оси шлифовального круга, следовательно, натяг выбирается и в переднем и в заднем центрах, что исключает образование конусности заготовки. В-пятых, амплитуда колебаний с целью перекрытия рисок от зерен круга должна быть в пределах зернистости круга, но не кратной ей. Таким образом, в целом эффективность предлагаемого способа будет выше, чем при использовании существующих методов, что подтверждено экспериментально.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при финишной обработке заготовок на операциях круглого наружного шлифования. Заготовку закрепляют в подвижных в осевом направлении центрах. Сообщают вращения заготовке и шлифовальному кругу, непрерывную продольную подачу заготовке со столом и периодическую подачу шлифовальному кругу в радиальном направлении на одинарный или двойной ход стола с заготовкой. На заготовку в течение этапа выхаживания накладывают осевые осциллирующие движения с амплитудой, величину которой выбирают в пределах зернистости шлифовального круга. В результате повышается качество обработки заготовок. 1 ил.

Способ осциллирующего круглого наружного шлифования с выхаживанием и с продольной подачей стола, включающий вращения заготовки и шлифовального круга в условиях осевых осциллирующих движений, непрерывную продольную подачу заготовки со столом и периодическую подачу шлифовального круга в радиальном направлении на одинарный или двойной ход стола с заготовкой, отличающийся тем, что заготовку закрепляют в подвижных в осевом направлении центрах, а осевые осциллирующие движения накладывают на заготовку в течение этапа выхаживания, величину амплитуды которых выбирают в пределах зернистости шлифовального круга.