Способ обработки отверстий раздвижными абразивными инструментами и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК B24B49/06 

И зобретение относится к механической обработке, а именно к доводке осебо точных деталей, и-может быть использовано для доводки отверстий малого диаметра и относительно большой длины притирами с алмазной пастой, например, отверстий диаметром 2,5 мм и дли ной 15 мм.

Целью изобретения является повышение точности и производительности за счет установки оптимальных диапазонов рабочих параметров процесса адразивной обработки.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид: на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1: на фиг. 3 - узел I на фиг. 1.

Станина 1 снабжена продольными направляющими 2, на которых расположена бабка изделия 3 со шпинделем 4 и упруго-, эластичной муфтой (поливинилхлоридной

трубкой) 5. Бабка изделия 3 совершает продольные возвратно-поступательные движения от привода.

В трубку 5 установлена деталь 6, в которую входят инструменты 7 и 8, установленные на головках 9 и 10, соединенных силовой пружиной 11 с винтовым регулятором 12 и пневмоцилиндром 13, измерительной пружиной 14 - с винтовым регулятором 15, датчиком 16 - с отсчетыым устройством 17 и регулируемым упором 18 - с приводом 19. Головки 9 и 10 установлены на свободном поперечном суппорте 20 и соединены между собой направляющими 21.

Способ реализуют следующим образом.

По продольным направляющим 2 деталь 6 подают к инструментам 7 и 8, которые входят в деталь 6. При помощи регулируемо- го упора инструменты 7 и 8 отжимают друг

сл ю

W

ю со

от друга в направлении на обрабатываемую поверхность отверстия детали б до контакта, фиксируемого датчиком 16 по отсчетно- му устройству 17, а затем отводят на заданную величину рабочего зазора, пнев- моцилиндром 13 включают силовую пружину И.ПриЁодят во вращение шпиндель 4, при помощи привода сообщают бабке изделия 3 продольные возвратно-поступательные рабочие движения.При обработке притирами с алмазной пастой последнюю подают в зону обработки.

В процессе обработки периодически отключают пневмоцилиндром 13 силовую пружину 11, ггри помощи привода 19 и регулируемого упора 18 снижают ограничения на взаимный отжим инструментов (измерительной пружиной) и по показанию датчика 16с отсчетным устройством 17 производят измерение отклонения от круглости. По результатам измерения и показаниям от- счетного устройства 17 вручную или автоматически корректируют зернистость абразива, величину рабочего зазора, число оборотов детали, величину продольного рабочего хода и его интенсивность и силу отжима притиров друг от друга.

Примером конкретного воплощения предложенного способа является доводка Нритирами с алмазной пастой отверстий диаметром 2,5 мм во втулках из закаленой стали с диаметром наружной цилиндрической поверхности 6 мм и длиной 15 мм. Длина притиров 18 мм, режимы обработки: число оборотов в 1 мин 100, число двойных ходов в 1 мин 10, величина продольного хода 6 мм. В качестве абразива применяют алмазную. пасту зернистостью 7/5. Силу отжима притиров при доводке выбирают ТОО Н, а при измерении 0,2 Н.

Граничные значения регулируемых параметров представлены в таблице.

По сравнению с оптимальными параметрами увеличение зернистости абразива до 40,0 мкм целесообразно при необходимости повысить производительность труда и уменьшить исходные погрешности по не- круглости величиной выше 5,0 мкм, а ее уменьшение вплоть до 0,3 мкм целесообразно для повышения качества обработки поверхности при поддержании предельно высокой точности по круглости, например, 0,1 мкм и выше. Увеличение зернистости абразива свыше 40 мкм не приводит к даль- . нейшему повышению производительности из-за увеличения неравномерности раскалывания абразивных зерен и катастрофически ухудшает качество доведенной поверхности, а уменьшение зернистости абразива за 0,3 мкм предъявляет недостижимые требования к точности измерения и регулирования величины рабочего зазора порядка 0,05 мкм.

Увеличение рабочего зазора вплоть до

90% от величины абразивных зерен обеспечивает длительную работоспособность абразивных зерен, но увеличение рабочего зазора сверх 90% из-за погрешностей его установки и уменьшения силы взаимодейст0 ВИЯ абразивных зерен с рабочими поверхностями детали и притиров приводит к резкому уменьшению съема обрабатываемого материала (оптимальная величина рабочего зазора в 50% от величины абра5 зивных зерен позволяет однажды расколотым абразивным зернам опираться в процессе доводки сколотой гранью на обрабатываемую поверхность детали и в течение малого срока, например 0,5 мин, произво0 дит острыми кромками интенсивный съем обрабатываемого материала).

Уменьшение рабочего зазора до 10% от величины абразивных зерен позволяет продлить срок эффективного использования аб5 рази ва до 2-5 мин за счет двух-трех раскалываний, но дальнейшее уменьшение за 10% неоправдано из-за многок|эатного дробления зерен и ухудшения качества обработанной поверхности. Частоту враще0 ния детали снижают до 10 об/мин при недостаточной точности по круглости на недостаточно точном и жестком оборудовании (дальнейшее снижение не приводит к повышению точности и резко снижает произвр5 дительность)и повышают вплоть до500об/мин для повышения производительности (до нарушения равномерности распределения абразивной пасты в рабочем зазоре).

Силу отжима увеличивают вплоть до 200 Н .

0 для обеспечения преимущественного съема обрабатываемого материала с выступающих участков обрабатываемой поверхности (дальнейшее увеличение сдерживается нежесткостью оборудования) и не уменьшают

5 ее на 20 Н (при недостаточной жесткости оборудования) вследствие резкого уменьшения выборочности съема обрабатываемого материала с выступающих участков обрабатываемой поверхности.

0Силу отжима инструментов при контролеуменьшают доО,1 Н, насколько это позволяет оборудование (обеспечить стабильное взаимное расположение инструментов при силе отжима менее 0,1 Н не представляется

5 возможным), а увеличение силы отжима свыше 1,0 Н приводит к изгибу инструментов, в то же время при обработке отверстий . диаметром свыше 5 мм и притирах толщи- - ной свыше 2 мм сила отжима при доводке и измерении может быть и одинакова.

Все это позволяет при доводке отверстий малого диаметра повышать точность по крутости до 0,1 - 0,2 мкм, точность размера до 0,2 - 0,5 мкм. производительность и процент выхода годных изделий в 10 и более раз.

Формула изобретения 1. Способ обработки отверстий раздвижными абразивными инструментами с профильными рабочими поверхностями, включающий взаимное осевое установочное перемещение детали и инструмента, разжим инструментов до контакта с обрабатываемой поверностью с возможностью самоустановки на детали в направлении разжима, отвод инструмента от обрабатываемой детали на заданную величину рабочего зазора и сообщение рабочего вращения детали и продольного рабочего перемещения инструмента, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности и производительности, передачу рабочих движений детали производят через упруго- эластичный элемент, во время обработки контролируют отклонение от круглости цилиндрической поверхности детали путем снятия ограничения на взаимный отжим инструментов, уменьшения силы отжима инструментов друг от друга до 0.1-1.0 Н и измерения амплитуды колебаний взаимного расположения инструментов при вращении детали, а по результатам контроля

производят регули|рование режимов обработки и рабочих пара летров процесса в следующих пределах: сила отжима 20-200 Н, зернистость образива 0,3-40,0 мкм, зазор

между обрабатываемой поверхностью детали и рабочими поверхностями инструментов 0,1-20 мкм.

2. Устройство для обработки отверстий раздвижными абразивными инструментами

с профильными рабочими поверхностями, содержащее установленную на станине на продольных направляющих, снабженных приводом, бабку изделия со шпинделем и поперечный суппорт, на котором расположены с возможностью поперечного взаимного перемещения две инструментальные головки, связанные между собой силовой пружиной, а также механизм ограничения взаимного отвода головок, выполненный в

виде регулируемого упора с приводом и датчика измерения взаимного перемещения головок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности, устройство снабжено установленной на

шпинделе упругозластичной муфтой и дополнительной пружиной, установленной между инструментами головками, причем обе пружины снабжены механизмами регулирования, а силовая пружина - приводным

механизмом, выполненным в виде пневмо- цилиндра, установленного на одной из инструментальных головок.

77

Фиг. г

Изобретение относится к механической обработке, а именно к доводке особо точных деталей, и может быть использовано для доводки отверстий малого диаметра и относительно большой длины притирами с алмазной пастой, например, отверстий диаметром 2,5 мм и длиной 15 мм. Целью изобретения является повышение точности и производительности за счет установления диапазонов рабочих параметров процесса абразивной обработки. Рабочие параметры процесса абразивной обработки устанавливают в пределах : сила отжима 20-200 Н, зернистость абразива 0,3-40 мкм, зазор между обрабатываемой поверхностью и рабочей поверхностью инструментов 0,1-20 мкм. Устройство, позволяющее реализовать установку заданных диапазонов, содержит шпиндель с упругим элементом. В упругий элемент устанавливается деталь, внутрь которой вводятся абразивные инструменты, установленные на головках, между которыми установлены силовая и измерительные пружины. Пружины содержат регуляторы. 2 с.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Фиг.