Способ шлифования винтовых поверхностей лопастей Советский патент 1992 года по МПК B24B19/14 

Изобретение относится к обработке материалов абразивными инструментами и применяется в машиностроении при производстве лопастных изделий, например гребных винтов,турбин.

Известен способ шлифования лопастей, по которому обработку винтовой поверхности осуществляют продольными строчками шлифовальным кругом, спрофилированным по радиусу, который перемещают в плоскости, проходящей через ось изделия, вдоль образующей винтовой поверхности обрабатываемой лопасти, а деталь перемещают в направлении к кругу. При переходе к очередной строчке лопасти сообщают поворот, а абразивному кругу - согласованное с ним перемещение вдоль оси поворота

Недостатком известного способа является невысокая производительность обработки из-за неудовлетворительной формы контакта круга с обрабатываемой лопастью, так как круг спрофилирован по радиусу и его профиль существенно отличается от профиля сечения лопасти. Отрицательно влияет на производительность и то, что для каждой

винтовой поверхности необходимо перепрофилировать круг на иной радиус

Целью изобретения является повышение производительности шлифования винтовых поверхностей лопастей, в частности в форме прямого геликоида.

Это достигается благодаря тому, что шлифование винтовой поверхности лопасти осуществляют цилиндрическим кругом, один из торцов которого располагают из условия совпадения его с плоскостью расположения образующей винтовой поверхности, а противоположный торец - над выпуклой частью винтовой поверхности, при этом при перемещении круга вдоль образующей винтовой поверхности указанное его положение сохраняют неизменным

На фиг. 1 изображена кинематическая схема шлифования лопасти, на фиг.2 - расположение шлифовального круга относительно образующей и оси винтовой поверхности.

Винтовую поверхность в форме прямого геликоида лопасти 1, например гребного винта 2, обрабатывают шлифовальным крусо

VI

СО

сл

hO

гом 3, имеющим цилиндрическую рабочую поверхность. Шлифовальный круг устанавливают относительно лопасти в положение, исходя из условиях совпадения его торца с плоскостью расположения образующей 4 винтовой поверхности, перпендикулярной ее оси 5, и из условия расположения противоположного торца над выпуклой частью винтовой поверхности в сечениях 6 плоскостями, перпендикулярными образующей 4 При перемещении круга 3 вдоль образующей 4 указанное его положение сохраняют неизменным, так что образующая 7 его рабочей поверхности постоянно касательна-к сечениям 6 винтовой поверхности.

Лопасть обрабатывают продольными строчками. Для этого шлифовальному кругу 3 сообщают вращение Вч вокруг своей оси 8 с частотой п и возвратно-поступательное перемещение П2 вдоль образующей 4 винтовой поверхности со скоростью SM. Гребному винту 2 сообщают периодический или непрерывный поворот Рз вокруг оси 5, а шлифовальному кругу согласованное с этим поворотом поступательное перемещение Пз вдоль оси 5.

Если гребному винту сообщают периодический поворот Вз между строчками, то угол t/ этого поворота составляет

-Ј.т

где b - ширина строчки;

R - радиус гребного винта.

При этом шлифовальному кругу сообщают согласованное с этим поворотом перемещение вдоль оси винтовой поверхности на расстояние

С--Й

С 2л

Максимальный угол периодического поворота гребного винта соответствует максимальной ширине b строчки, При которой высота Д межстрочечных гребней не превышает допускаемое,значение. Если же греб- ному винту сообщают непрерывный поворот Вз. то за один двойной ход шлифовального круга он не должен поворачиваться на угол, превышающий его значение, определенное по формуле (1).

Одновременно с поступательным перемещением П4 шлифовальному кругу сообщают поворот Bs вокруг образующей 4 винтовой поверхности, изменяющий угол Р между осями 5 и 7 винтовой поверхности и круга по зависимости

Р -тг-агад Л -,(3)

где/ - текущее значение угла между осями

круга и винтовой поверхности;

мм

(2)

и

10

15

20

25

30

35

40

bff

45

50

55

Н - шаг винтовой поверхности;

S - перемещение круга от оси винтовой поверхности.

Указанная зависимость определяется из следующих соображений. Угол (см.фиг.2} наклона касательной 7 к выпуклому участку плоского сечения б лопасти, проходящей через точку О контакта круга с винтовой поверхностью (ее образующей 4), равен углу подъема винтовой линии, проходящей через эту точку, т.е.

arctg s {4)

где S - расстояние от точки А до оси 5. Поэтому угол/3 между осями 5 и 8 выражается зависимостью (3).

При указанном расположении круга 3 относительно образующей 4 независимо от шага Н винтовой поверхности и расстояния S от рассматриваемого сечения 6 до ее оси 5 имеет место соприкосновение прямолинейной образующей рабочей поверхности шлифовального круга с выпуклой частью этого сечения. Такая форма контакта круга с лопастью позволяет при том же качестве обработки увеличить ширину строчки и следовательно, производительность в форме прямого геликоида по предлагаемому способу может быть обработана одним Шлифовальным кругом с цилиндрической рабочей поверхностью. Тем самым отпадает необходимость профилировать рабочую поверхность шлифовального круга по определенному радиусу, что упрощает осуществление способа.

Высота А межстрочечных гребней при ширине строчки b (фиг.2) определяется зависимостью

д-AzZL{)

Сечение 6 винтовой поверхности прямого геликоида в системе координат XOZ описывается уравнением

Zl.JL.ercta.x,(6)

где Н - шаг винтовой поверхности;

S - расстояние от оси 5 винтовой поверхности до рассматриваемого сечения.

Для правых винтовых поверхностей величина Н положительна, а для левых - отрицательна. Уравнение образующей цилиндрической поверхности шлифовального круга в тех же координатах имеет вид:

22 Х-1др Х-.(7)

Поэтому высота межстрочечных гребней

-Z7Farc S-|)

Н

(8)

х cusarctg - .

а ширина строчки

и

b « X/cos X/cosarctg- -- - , (9)

где X определяется из выражения (8) при заданной величине Л.

Из выражений (6) и (7) следует, что сечение 6 и образующая цилиндрической рабочей поверхности шлифовального круга в зоне его контакта с лопастью достаточно близко подходят друг к другу, что позволяет обеспечить высокую производительность обработки.

Формула изобретения Способ шлифования винтовых поверхностей лопастей, при котором абразивному

ю

15

кругу сообщают вращение и перемещение вдоль образующей винтовой поверхности, причем при переходе к очередной строчке лопасти сообщают поворот, а абразивному кругу - согласованное с ним перемещение вдоль оси поворота, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности шлифования винтовых поверхностей в форме прямого геликоида, торец абразивного круга располагают из условия совпадения его с плоскостью расположения образующей винтовой поверхности и из условия расположения противоположного торца над выпуклой частью винтовой поверхности, при этом, при перемещении круга вдоль образующей указанное его положение сохраняют неизменным.

Использование: в металлообработке. Сущность изобретения шлифование лопасти осуществляют продольными строчками кругом с цилиндрической рабочей поверхностью. Торец круга устанавливают в плоскости, проходящей через образующую винтовой поверхности лопасти, и осуществляют контакт с ней на выпуклых участках сечений плоскостями, перпендикулярными образующей. В процессе обработки вращающемуся шлифовальному кругу сообщают возвратно-поступательное перемещение вдоль образующей винтовой поверхности и согласованный с ним поворот вокруг этой образующей, а также перемещение вдоль оси винтовой поверхности, согласованное с поворотом винта вокруг этой оси 2 ил.

,-3