Способ врезного плоско-профильного глубинного шлифования Российский патент 2025 года по МПК B24B1/04 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам шлифования, и может быть применено во всех отраслях машиностроения при изготовлении деталей, имеющих большие технологические припуски на механическую обработку.

Уровень техники

Из уровня техники известен способ управления плоским врезным шлифованием (см. RU 2076035 С1, опубл. 27.03.1997), в котором производят сдвиг детали относительно рабочего стола по направлению движения на величину, определяемую с учетом измеренных значений фазы и длины волны, упругих перемещений шлифовального круга относительно рабочего стола, скорости движения стола и номера прохода. При этом величину сдвига детали относительно рабочего стола на каждом проходе определяют по специальной зависимости.

Недостатками аналога являются относительно низкая производительность обработки детали и невозможность применения способа при врезном плоско-профильном глубинном шлифовании.

Также из уровня техники известен способ плоского шлифования (см. RU 2182068 С2, опубл. 10.05.2002), включающий сообщение двум шлифовальным кругам прямого профиля, установленным на коаксиальных валах, вращения в противоположных направлениях и движения подачи, а заготовке - возвратно-поступательного перемещения относительно кругов. При этом шлифовальные круги вращают с равной частотой вращения, а один из них устанавливают на валу под углом а к плоскости, перпендикулярной оси вращения для осцилляции рабочей поверхности круга и возбуждают в упомянутом круге осевые вибрации, зависимые от величины упомянутого угла α, посредством установки его на валу подвижно в осевом направлении с помощью гофрированного фланца.

Недостатками аналога также являются относительно низкая производительность обработки детали и невозможность применения способа при врезном плоско-профильном глубинном шлифовании.

Из уровня техники известен способ осциллирующего круглого врезного наружного шлифования с выхаживанием (см. RU 2377112 С1, опубл. 27.12.2009), включающий вращение заготовки и шлифовального круга в условиях осевых осциллирующих движений и непрерывную или периодическую подачу шлифовального круга в радиальном направлении. При этом заготовку закрепляют в подвижных в осевом направлении центрах, а осевые осциллирующие движения накладывают на заготовку на этапе выхаживания с амплитудой, величину которой выбирают в пределах зернистости шлифовального круга.

Недостатками аналога также являются относительно низкая производительность обработки детали и невозможность применения способа при врезном плоско-профильном глубинном шлифовании.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является способ врезного плоско-профильного глубинного шлифования (см. Способ врезного плоско-профильного глубинного шлифования / Глубинное шлифование деталей из труднообрабатываемых деталей // С.С. Силин, В.А. Хрульков, А.В. Лобанов, Н.С. Рыкунов. - М.: Машиностроение, 1984, 64 с.), при котором шлифовальному кругу сообщают вращательное движение и движение позиционирования на заданную глубину шлифования, а обрабатываемой детали или шлифовальному кругу движение продольной подачи.

Недостатком прототипа является относительно низкая производительность обработки детали.

Технической задачей изобретения является преодоление недостатков существующего уровня техники.

При решении технической задачи изобретением достигается технический результат, заключающийся в повышении производительности обработки врезным плоско-профильным глубинным шлифованием.

Раскрытие сущности изобретения

Изобретение представляет собой способ врезного плоско-профильного глубинного шлифования, включающий сообщение шлифовальному кругу вращательного движения и движения позиционирования на заданную глубину шлифования, а обрабатываемой детали или шлифовальному кругу - движения продольной подачи, при этом, согласно изобретению, шлифовальному кругу или обрабатываемой детали дополнительно сообщают осциллирующее движение по криволинейной траектории, имеющей радиус кривизны, превышающий радиус наружной поверхности шлифовального круга, или по прямолинейной траектории, имеющей наклон к направлению продольной подачи под углом

где δ - припуск на черновой проход;

d_{к max} - максимально-возможный наружный диаметр шлифовального круга.

Осуществление изобретения

Способ врезного плоско-профильного глубинного шлифования включает сообщение шлифовальному кругу вращательного движения и движения позиционирования на заданную глубину шлифования. А обрабатываемой детали или шлифовальному кругу - движения продольной подачи.

При этом шлифовальному кругу или обрабатываемой детали дополнительно сообщают осциллирующее движение по криволинейной траектории, имеющей радиус кривизны, превышающий радиус наружной поверхности шлифовального круга, или по прямолинейной траектории, имеющей наклон к направлению продольной подачи под углом

где δ - припуск на черновой проход;

d_{к max} - максимально-возможный наружный диаметр шлифовального круга.

Так перед началом обработки не вращающийся шлифовальный круг отводят вертикально вверх таким образом, чтобы он не мешал загрузке обрабатываемой детали.

Обрабатываемую деталь закрепляют в приспособлении.

Шлифовальный круг выставляют в направлении, параллельном оси его вращения, в требуемое для обработки положение.

Затем в направлении, совпадающем с направлением продольной подачи, обеспечивают такое взаимное расположение шлифовального круга и обрабатываемой детали, при котором правая ее кромка отстоит от вертикальной оси шлифовального круга на расстояние l

δ - глубина съема металла на предстоящем технологическом проходе;

dк - максимальный диаметр наружной поверхности шлифовального круга.

Шлифовальный круг опускают в положение, соответствующее заданной глубине шлифования, и включают его вращение, продольную подачу и осциллирующее движение. Длина хода при осциллирующем движении равна:

при прямолинейной траектории перемещения

α - угол между направлениями продольной подачи и осциллирующего движения;

при криволинейной траектории

Далее осуществляют шлифование обрабатываемой детали.

Обработку прекращают, когда деталь окончательно выйдет из контакта со шлифовальным кругом.

При этом шлифовальный круг и обрабатываемую деталь выводят в позицию загрузки-выгрузки, а вращение шлифовального круга отключают.

Примеры конкретной реализации способа

Пример 1

Способ врезного плоско-профильного глубинного шлифования включает сообщение шлифовальному кругу вращательного движения и движения позиционирования на заданную глубину шлифования, а обрабатываемой детали движения продольной подачи. При этом шлифовальному кругу дополнительно сообщают осциллирующее движение по криволинейной траектории, имеющей радиус кривизны, превышающий радиус наружной поверхности шлифовального круга. При этом параметры следующие:

- материал обрабатываемой детали - жаропрочный сплав на никелевой основе ЖС6К;

- припуск на черновой проход δ=10 мм;

- длина обрабатываемой поверхности l_д=100 мм;

- максимально-возможный наружный диаметр шлифовального круга d_{к max}=450 мм;

- радиус осциллирующего движения R_ос=600 мм;

- длина осциллирующего движения

- исходное расстояние от правой кромки детали до вертикальной оси шлифовального круга

- скорость продольной подачи детали V_x=76 мм/мин.

Время обработки врезным плоско-профильным глубинным шлифованием по предложенному способу составила 2,2 мин, в то время как у аналогов и прототипа не менее 10,2 мин.

Пример 2

Способ врезного плоско-профильного глубинного шлифования включает сообщение шлифовальному кругу вращательного движения и движения позиционирования на заданную глубину шлифования, а обрабатываемой детали - движения продольной подачи. При этом обрабатываемой детали дополнительно сообщают осциллирующее движение по криволинейной траектории, имеющей радиус кривизны, превышающий радиус наружной поверхности шлифовального круга.

При этом параметры следующие:

- материал обрабатываемой детали - сталь 40Х;

- припуск на черновой проход δ=20 мм;

- длина обрабатываемой поверхности l_д=150 мм;

- максимально-возможный наружный диаметр шлифовального круга d_{к max}=500 мм;

- - радиус осциллирующего движения R_oc=600 мм;

- длина осциллирующего движения

- исходное расстояние от правой кромки детали до вертикальной оси шлифовального круга

- скорость продольной подачи детали V_x=48 мм/мин.

Время обработки врезным плоско-профильным глубинным шлифованием по предложенному способу составила 5,2 мин, в то время как у аналогов и прототипа не менее 35,1 мин.

Пример 3

Способ врезного плоско-профильного глубинного шлифования включает сообщение шлифовальному кругу вращательного движения и движения позиционирования на заданную глубину шлифования, а обрабатываемой детали - движения продольной подачи. При этом шлифовальному кругу дополнительно сообщают осциллирующее движение по прямолинейной траектории, имеющей наклон к направлению продольной подачи под углом

где δ - припуск на черновой проход;

d_{к max} - максимально-возможный наружный диаметр шлифовального круга.

При этом параметры следующие:

- материал обрабатываемой детали - жаропрочный сплав на никелевой основе ЖС26 ВИ;

- припуск на черновой проход δ=15 мм;

- длина обрабатываемой поверхности l_д=100 мм;

- максимально-возможный наружный диаметр шлифовального круга d_{к max}=500 мм;

- расчетное значение угла наклона осциллирующего движения шлифовального круга α≤9,93°, принятое значение угла α=7°;

- длина осциллирующего движения

- исходное расстояние от правой кромки детали до вертикальной оси шлифовального круга

- скорость продольной подачи детали V_x=52 мм/мин.

Время обработки врезным плоско-профильным глубинным шлифованием по предложенному способу составила 3,6 мин, в то время как у аналогов и прототипа не менее 18,8 мин.

Пример 4

Способ врезного плоско-профильного глубинного шлифования включает сообщение шлифовальному кругу вращательного движения и движения позиционирования на заданную глубину шлифования, а также движения продольной подачи. При этом шлифовальному кругу дополнительно сообщают осциллирующее движение по криволинейной траектории, имеющей радиус кривизны, превышающий радиус наружной поверхности шлифовального круга.

При этом параметры следующие:

- материал обрабатываемой детали - жаропрочный сплав на никелевой основе ЖС26 ВИ;

- припуск на черновой проход δ=15 мм;

- длина обрабатываемой поверхности l_д=100 мм;

- максимально-возможный наружный диаметр шлифовального круга d_{к max}=500 мм;

- радиус осциллирующего движения R_oc=600 мм;

- длина осциллирующего движения

- исходное расстояние от правой кромки детали до вертикальной оси шлифовального круга

- скорость продольной подачи детали V_x=51 мм/мин.

Время обработки врезным плоско-профильным глубинным шлифованием по предложенному способу составила 3,7 мин, в то время как у аналогов и прототипа не менее 18,8 мин.

Пример 5

Способ врезного плоско-профильного глубинного шлифования, включающий сообщение шлифовальному кругу вращательного движения и движения позиционирования на заданную глубину шлифования, а также движения продольной подачи. При этом обрабатываемой детали дополнительно сообщают осциллирующее движение по криволинейной траектории, имеющей радиус кривизны, превышающий радиус наружной поверхности шлифовального круга.

При этом параметры следующие:

- материал обрабатываемой детали - сталь ХВГ;

- припуск на черновой проход δ=15 мм;

- длина обрабатываемой поверхности l_д=150 мм;

- максимально-возможный наружный диаметр шлифовального круга d_{к max}=500 мм;

- радиус осциллирующего движения 600 мм;

- длина осциллирующего движения

- исходное расстояние от правой кромки детали до вертикальной оси шлифовального круга

- скорость продольной подачи детали V_x=63 мм/мин.

Время обработки врезным плоско-профильным глубинным шлифованием по предложенному способу составила 3,7 мин, в то время как у аналогов и прототипа не менее 23,8 мин.

Пример 6

Способ врезного плоско-профильного глубинного шлифования, включающий сообщение шлифовальному кругу вращательного движения и движения позиционирования на заданную глубину шлифования, а также движения продольной подачи. При этом шлифовальному кругу дополнительно сообщают осциллирующее движение по прямолинейной траектории, имеющей наклон к направлению продольной подачи под углом

где δ - припуск на черновой проход;

d_{к max} - максимально-возможный наружный диаметр шлифовального круга.

При этом параметры следующие:

- материал обрабатываемой детали - сталь ХВГ;

- припуск на черновой проход δ=15 мм;

- длина обрабатываемой поверхности l_д=150 мм;

- максимально-возможный наружный диаметр шлифовального круга d_{к max}=500 мм;

- расчетное значение угла наклона осциллирующего движения шлифовального круга α≤9,93°, принятое значение угла α=7°;

- длина осциллирующего движения

- исходное расстояние от правой кромки детали до вертикальной оси шлифовального круга

- скорость продольной подачи детали V_x=64,6 мм/мин.

Время обработки врезным плоско-профильным глубинным шлифованием по предложенному способу составила 3,7 мин, в то время как у аналогов и прототипа не менее 23,8 мин.

Пример 7

Способ врезного плоско-профильного глубинного шлифования, включающий сообщение шлифовальному кругу вращательного движения и движения позиционирования на заданную глубину шлифования, а обрабатываемой детали - движения продольной подачи. При этом обрабатываемой детали дополнительно сообщают осциллирующее движение по прямолинейной траектории, имеющей наклон к направлению продольной подачи под углом

где δ - припуск на черновой проход;

d_{к max} - максимально-возможный наружный диаметр шлифовального круга.

При этом параметры следующие

- материал обрабатываемой детали - сталь 40Х;

- припуск на черновой проход δ=20 мм;

- длина обрабатываемой поверхности l_д=150 мм;

- максимально-возможный наружный диаметр шлифовального круга d_{к max}=500 мм;

расчетное значение угла наклона осциллирующего движения шлифовального круга α≤11,47°, принятое значение угла α=7°;

- длина осциллирующего движения

- исходное расстояние от правой кромки детали до вертикальной оси шлифовального круга

- скорость продольной подачи детали V_x=49 мм/мин.

Время обработки врезным плоско-профильным глубинным шлифованием по предложенному способу составила 5,2 мин, в то время как у аналогов и прототипа не менее 35,1 мин.

Пример 8

Способ врезного плоско-профильного глубинного шлифования включает сообщение шлифовальному кругу вращательного движения и движения позиционирования на заданную глубину шлифования, а также движения продольной подачи. При этом обрабатываемой детали дополнительно сообщают осциллирующее движение по прямолинейной траектории, имеющей наклон к направлению продольной подачи под углом

где δ - припуск на черновой проход;

d_{к max} - максимально-возможный наружный диаметр шлифовального круга.

При этом параметры следующие:

- материал обрабатываемой детали - сталь ХВГ;

- припуск на черновой проход δ=15 мм;

- длина обрабатываемой поверхности l_д=150 мм;

- максимально-возможный наружный диаметр шлифовального круга d_{к max}=500 мм;

расчетное значение угла наклона осциллирующего движения шлифовального круга α≤9,93°, принятое значение угла α=7°;

- длина осциллирующего движения

- исходное расстояние от правой кромки детали до вертикальной оси шлифовального круга

- скорость продольной подачи детали V_x=64,6 мм/мин.

Время обработки врезным плоско-профильным глубинным шлифованием по предложенному способу составила 3,7 мин, в то время как у аналогов и прототипа не менее 23,8 мин.

Вышеприведенные неограничивающие примеры с конкретными параметрами реализации способа показывают, что более высокая производительность обработки при врезном плоско-профильном глубинном шлифовании обеспечивается за счет введения в дополнение к имеющимся исполнительным движениям осциллирующего движения шлифовального круга относительно обрабатываемой детали или обрабатываемой детали относительно шлифовального круга.

Таким образом, изобретение позволяет преодолеть недостатки уровня техники, повысить производительность обработки врезным плоско-профильным глубинным шлифованием.

Поиск по общедоступным источникам информации показал, что из уровня техники не известна и явным образом не следует вся совокупность признаков предложенного изобретения, в связи с чем изобретение соответствует условиям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».

Заявленное изобретение состоит из стандартных для этой области техники элементов и материалов, взаимодействующих определенным образом и в определенных зависимостях, то есть может быть использовано в промышленности, ввиду чего изобретение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

Следует понимать, что после рассмотрения специалистом приведенного описания с примером осуществления предлагаемого изобретения для него станут очевидными другие изменения, модификации и варианты реализации изобретения. Таким образом, все подобные изменения, модификации и варианты реализации, а также другие области применения, не имеющие расхождений с сущностью настоящего изобретения, следует считать защищенными настоящим изобретением в объеме прилагаемой формулы.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам шлифования, и может быть применено во всех отраслях машиностроения при изготовлении деталей, имеющих большие технологические припуски на механическую обработку. Способ включает сообщение шлифовальному кругу вращательного движения и движения позиционирования на заданную глубину шлифования, а обрабатываемой детали или шлифовальному кругу - движения продольной подачи. Шлифовальному кругу или обрабатываемой детали дополнительно сообщают осциллирующее движение по криволинейной траектории, имеющей радиус кривизны, превышающий радиус наружной поверхности шлифовального круга, или по прямолинейной траектории, имеющей наклон к направлению продольной подачи под заданным углом, определяемым по приведенной зависимости. Повышается производительность обработки врезным плоско-профильным глубинным шлифованием. 8 пр.

Способ врезного плоско-профильного глубинного шлифования, включающий сообщение шлифовальному кругу вращательного движения и движения позиционирования на заданную глубину шлифования, а обрабатываемой детали или шлифовальному кругу - движения продольной подачи, отличающийся тем, что шлифовальному кругу или обрабатываемой детали дополнительно сообщают осциллирующее движение по криволинейной траектории, имеющей радиус кривизны, превышающий радиус наружной поверхности шлифовального круга, или по прямолинейной траектории, имеющей наклон к направлению продольной подачи под углом

где δ - припуск на черновой проход, мм;

d_{к max} - максимально-возможный наружный диаметр шлифовального круга, мм.