Способ обработки деталей Советский патент 1993 года по МПК B24B31/104 

Изобретение относится к абразивной обработке наружных поверхностей деталей с отклонениями геометрической формы от круглости и может найти применение в машиностроении и приборостроении.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем обеспечения обработки поверхностей с отклонениями геометрической формы от круглости.

Указанная цель достигается тем, что в способе обработки деталей, при котором обрабатывающей среде и деталям сообщают планетарное вращение, при этом обрабатывающую среду уплотняют, межцентровое расстояние между осями вращения детали и ротора выбирают больше максимальной величины отклонения от круглости детали, при этом подачу вокруг собственной оси вращения детали выбирают по формуле

S f (A + R), где f - центральный угол минимального дефектного участка детали;

V - скорость резания;

R - радиус вращения детали;

А - межцентровое расстояние между осями вращения детали и ротора.

С целью повышения качества обработки деталей типа кулачков последним сообщают относительное планетарное вращение, равное либо меньшее 10 рад/с.

Уплотненный абразивный слой обладает определенной инерционностью. При взаимодействии с поверхностями деталей с отклонениями от круглости в первую очередь обрабатываются участки поверхности максимального диаметра, а участки поверхности минимального диаметра обрабатываются на столько на сколько позволяет инерционность уплотненного абразивного слоя. Чтобы произвести обработку всей по00 О

со со о

00

верхности детали с отклонениями от кругло- сти необходимо обеспечить контакт этой по- верхности с уплотненной абразивной средой с учетом ее инерционности.

Сообщение деталям планетарного вращения при условии, что величину межцентрового расстояния между осями вращения детали и ротора выбирают больше максимальной величины отклонения от круглости детали, обеспечивает возможность взаимодействия всех участков детали с уплотненной абразивной средой. Однако при быстром вращении детали вокруг собственной оси этого недостаточно для того, чтобы полностью гарантировать возможность обработки всей поверхности детали, т,к, обрабатывающая среда обладает определенной инерционностью и при быстром взаимодействии с поверхностью детали обеспечивает контакт с теми участками поверхности, отклонения от круглости которых не превышают некоторой определенной величины. Для того, чтобы исключить это необходимо ограничить величину угловой скорости вращения детали вокруг собственной оси.

Проведенные экспериментальные исследования показали, что стабильное протеканиепроцесса полирования обеспечивается при условии, что участок поверхности детали с отклонениями от круглости имеет возможность контактировать с уплотненной абразивной средой как минимум в течение времени, необходимого для полного поворота детали вокруг центральной оси вращения ротора или большего времени. Т.е. за это время уплотненная абразивная среда успевает среагировать на изменение формы профиля детали, что обеспечивает стабильное протекание процесса полирования.

При обработке деталей типа кулачков и большой угловой скорости вращения деталей вокруг центральной оси ротора (большой скорости полир ования) процесс взаимодействия отдельных участков поверхности детали с уплотненной абразивной средой носит ударный характер. В результате на этих участках поверхности формируется большая, по сравнению с другими участками, шероховатость. Т.е. при большой скорости полирования деталей типа кулачков качество обработки снижается.

Эксперименты на деталях с большими отклонениями от круглости (детали типа кулачков) показали, что ударный характер вза- имодействия поверхности кулачка с уплотненной абразивной средой не проявляется при его угловой скорости вращения вокруг центральной оси ротора меньше, либо равной 10 рад/с.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства, реализующего способ обработки деталей.

Обработка деталей предлагаемым способом осуществляется следующим образом. Проверяется выполнение условия - межцентровое расстояние между осями вращения ротора и оправки для закрепления детали А должно быть больше максималь0 ной величины отклонения от круглости обрабатываемой детали при ее вращении на оправке, Для заданного материала детали, с учетом ее термообработки, выбирается скорость резания (полирования) V, в ээвиси5 мости от которой, определяется угловая скорость вращения детали вокруг центральной оси ротора Wa V/(A + R). Для качественной обработки деталей типа кулачков угловая скорость вращения W2 корректируется в

0 сторону уменьшения, если ее расчетное значение превышает величину 10 рад/с. После этого, используя величину центрального угла минимального дефектного участка обрабатываемой детали f, по формуле Wi fx

5 xV/(2 PI ( A + R) определяют величину угловой скорости вращения детали вокруг собственной оси.

По определенным таким образом угловым скоростям вращения детали Wi и W2

0 настраивают планетарный механизм устройства для камерного полирования. После этого деталь 1 закрепляют на оправке 2. Ротор 3 опускают в абразивную среду 4. Сорбщают вращение детали Wi и ротору

5 д/2. В камеру 5 подают необходимое давление Р сжатого воздуха, который, воздействуя на эластичную оболочку 6, уплотняет абразивную среду, в результате его осуществляется обработка детали.

0 Пример. Производилась обработка кулачков из материала сталь 18Х2Н4МА твердостью НРСз 57...63 с исходной шероховатостью поверхности Ra 1,25 мкм. Максимальная величина отклонения от

5 круглости детали при ее вращении 0,008 м. Центральный угол минимального дефектного участка кулачка f 2,356 рад. Радиус вращения детали вокруг собственной оси R 0,045 м.

0 Для полирования использовалась обрабатывающая среда: шлифпорошок № 10 марки 25А - 7 ч; 1...2% водная эмульсия мыла - 1 ч.

Обработка производилась при давле5 нии в камере Р 0,075 МПа.

Продолжительность обработки Т 4 мин. Определим рекомендуемые значения подач вокруг собственной оси вращения детали для указанных исходных параметров и при следующих значениях скорости реза

ния: Vi 1,815 м/;с: V2 1,32 м/с; Уз 0,924 м/с; V4 0,66 м/с; V5 V6 Vy V8 Vg Vio Vn 0,462 м/с.

Si 2,356. 0,045. 1,815 (2. 3,14 (0,021 + +0,045) 0,464 м/с:

82 - 2,356. 0,,45.1,32/(2,3,14 (0,021 + +p,045)) 0,337 м/с;

5з 2,356.0,045.0,924/2.3,14 (0,021 + +0,045)) 0,236 м/с;

; S4 2,356.0,045.0,66/ (2.3,14(0,021 + +0,045)) 0,169 м/с;

i Ss Se S SB Sg Sio 2,356.0,045.0,462/ (2.3,14 (0,021 + 0,045)) 0,118 м/с; Sn 2,356.0,045.0,462/ (2.3,14.0,045)

-j,173.

; Переведем линейную скорость резания в Угловую скорость вращения детали вокруг центральной оси ротора по формуле Л/2

+ R, а подачу в угловую скорость вращения детали вокруг собственной оси по формуле Wi S/R.

(Wa)i 1.8157(0.021+0.045) 27,5 рад 7с;

(Wab 1,32/ (0,021 + 0,045) 20 рад/с;

(W3)3 0,924/ (0,021-+ 0,045) 14 рад/с;

(Л/2)4 0,66/(0,021 + 0,045)10 рад/с; (W2)5 (Wz)e ( W2) ( W2)8 ( W2)g (W2)io-(N/2)11 0,462/(0,021 + 0,045) 7 рад/с

(Wi)i 0,464/0,045 10,3 рад/с, прини- м$ем (Wi)i 10рад/с;

(Wi)2 0,337/0,045 7,49 рад/с, прини- (Wi)a 7 рад/с;

(Wi)s 0,236/0,045 5,24 рад/с, принимаем (Wi)s 5 рад/с;

(Wi)4 0,169/0,045 3,76 рад/с, принимаем (Wi)4 3 рад/с;

(Wi)5 (Wi)6 (Wi) (Wi)8 (Wi)g (Wi)io 0,118/0,045 2,62 рад/с; принимаем

(Wi)s 2рад/с; (Wi)e 10 рад/с; (Wi) 20 рад/с; (Wi)a 30 рад/с,

(Wi)9 40 рад/с; (Wi)io 50 рад/с;

(Wi)i 1 0,173/0,045 3,85 рад/с; прини-маем (Wi)n 7 рад/с.

Для сравнения полирование производилось при различных соотношениях угловых скоростей вращения детали вокруг собственной оси Wi и центральной оси ротора W2 при межцентровом расстоянии А 0,021 м., а также при межцентровом расстоянии А 0.

Использовавшиеся режимы обработки и выходные параметры процесса приведены в таблице.

В приведенных в таблице примерах с 1 по 5 угловая- скорость вращения деталей вокруг собственной оси Wi выбрана в соответствии с рекомендациями заявляемого

способа. Однако угловая скорость вращения вокруг оси ротора W2 ограничена по величине только в примерах 4 и 5. В примерах 6- 10 угловая скорость вращения деталей вокруг собственной оси выбрана

большей, по сравнению с угловой скоростью, рекомендуемой в заявляемом изобретении. В примере 11 деталь обработана при вращении только вокруг собственной оси. Анализ полученных результатов показывает, что наиболее оптимальные результаты получены при обработке кулачков заявляемым способом (примеры 4 и 5).

Таким образом, по сравнению с прототипом, заявляемое изобретение обеспечивает возможность обработки деталей с отклонениями геометрической формы от круглости, а также повышение качества обработки деталей типа кулачков.

25

Формула изобретения

1. Способ обработки деталей, при котором обрабатывающей среде и деталям сооб- щают относительное планетарное

вращение, при этом обрабатывающую среду уплотняют, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения обработки поверхностей с отклонениями геометрической формы от круглости, межцентровое расстояние между осями вращения детали и ротора выбирают больше максимальной величины отклонения от круглости детали, при этом подачу вокруг собственной оси

вращения детали выбирают по формуле

S

f-V-R 2тг(А + Р7

где f - центральный угол минимального дефектного участка детали; V - скорость резания; R - радиус вращения детали; А - межцентровое расстояние между осями вращения детали и ротора.:

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что, с целью повышения качества обработки деталей, типа кулачков, последним со- общают относительное планетарное вращение, равное или меньше 10 рад/с.

Изобретение относится к финишной об- наружных поверхностей деталей с отклонениями геометрической формы от круглое™, в том числе и деталей типа кулачков. Обработку деталей производят в рабочей камере, к эластичным стенкам которой подводят давление сжатого воздуха. При этом межцентровое расстояние между осями вращения детали и ротора выбирают больше максимальной величины отклонения от круглости детали и, кроме того, подачу вокруг собственной оси вращения детали выбирают по формуле S f V R/ тг(А + R), где f-центральный угол минимального дефектного участка детали, V - скорость резания, R - радиус вращения детали, А - межцентровое расстояние между осями вращения детали и ротора. С целью повышения качества обработки деталей типа кулачков полирование производят при сообщении последним относительного планетарного вращения, равного или меньшего 10 рад/с. 1 з.п, ф- лы, 1 ил., 1 табл. (/ С