Способ абразивной обработки поверхностей вращения Советский патент 1993 года по МПК B24B1/00 

Изобретение относится к машиностроению, точнее к способам окончательной обработки конических поверхностей вращения, например, дорожек качения колец подшипников (конических роликовых).

Целью изобретения является повышение при обработке конических поверхностей.

На фиг.1 приведена схема реализации способа; на фиг.2 - инструмент (брусок) и заготовка в минимальном сечении; на фиг.З

- то же, в промежуточном сечении; на фиг.4

-то же, в максимальном сечении; на фиг.5 - вид инструмента в вертикальной ив горизонтальной плоскости; на фиг.6 - рабочий профиль инструмента для соответствующей детали,

Устройство содержит брусок 1 и оправку 2 для обработки заготовки 3 с обрабатываемой конической поверхностью 4 длиной .1 с равномерным распределением припуска z. Начало координат OXYZ (точка 0) помеще но на середине длины I поверхности 4, ось

OZ проходит через плоскость симметрии бруска 1 и центр обк атки 0. Коническая поверхность 4 имеет минимальный диаметр Дмин. 2Rmin и максимальный Dmax, а промежуточные диаметры изменяются в каждом поперечном сечении l-l, ll-ll, Ill-Ill.

Сечение бруска 1 имеет форму окружности в вертикальной плоскости с радиусами Rmin RI-I, RII-II, Ri. В проекции на горизонтальную плоскость брусок I имеет форму трапеции с минимальным основанием АВ (шириной hmin), соответствующим тороиду с радиусом Rmin и максимальным основанием СД - соответствующим тороиду с радиусом Ra. Длина дуги окружности mn бруска 1 в осевой плоскости равна длине I обрабатывав емой поверхности 4.

Способ осуществляется следующим образом,

Брусок 1, имеющий профиль, форма которого в проекции на горизонтальную плоскость - трапеция, а в проекции на вертикальную плоскость - тороид, предварительно ориентируют относительно детали таким образом, что его торцевая часть (дуги АВ) минимального основания трапеции совпадает с минимальным диаметром Dmin обрабатываемой поверхности 4, а максимальное основание трапеции (дуга СД) совпадает с максимальным диаметром Dmax. После ориентации брусок 1 устанавливают путем совмещения точки центра 0 обкатки, лежащей на геометрической оси OZ, которая проходит через плоскость симметрии бруска 1 в продольном сечении, с серединой длины I обрабатываемой поверхности 4. Обрабатываемой заготовке 3 сообщают вращение и брусок 1 прижимают к ее конической поверхности 4.

При перекатывании абразиеного инструмента бруска 1 вдоль профиля конической поверхности 4, каждая точка его рабочей поверхности периодически контактирует с1 обрабатываемой поверхностью без проскальзывания. Точка m на бруске 1 совпадает с точкой т, точка п- сточкой п .Давление бруска 1 в направлении от минимального диаметра Dmin (сечение I-I) к большему (сечение Ill-Ill)- увеличивается пропорционально изменению диаметров конической поверхности 4 в каждом ее поперечном се- чении. При этом обеспечивается условие

Ri

h| Rmin hmln

(1).

где hmln - минимальная ширина инструмента,

Rmin - радиус профиля инструмента в месте минимальной его ширины;

RI - радиус профиля инструмента в 1-м сечении;

hi - ширина инструмента в 1-м сечении.

При выполнении условий (постоянство удельного давления бруска и обрабатываемой поверхности детали и отношения длин бруска и обрабатываемой конической поверхности в каждом их поперечном сечении) достигается равномерное удаление припуска по всему обрабатываемому профилю и обеспечивается высокая точность формы профиля в осевом сечении детали. При удалении заданного припуска Z с одной обрабатываемой детали цикл повторяется.

Учитывая, что площадь брус ка 1 изнашивается по той же закономерности (в силу обеспечения постоянства отношения длин взаимодействующих поверхностей бруска 1 и обрабатываемой поверхности 4 в каждом их поперечном сечении), то получаем постоянство, удельного давления бруска 1 на коническую поверхность 4 детали 3 в любом

ее поперечном сечении при полном цикле обката бруска 1 по всей длине I конической поверхности 4, Осуществляется указанная закономерность с помощью известных суперфинишных головок и любой из известных гидравлических или механических систем перемещения с заданным законом, в том числе с адаптивным управлением. Таким образом, удаление необходимого объема металла припуска Z в каждом поперечном сечении конической поверхности сводится к варьированию одним фактором - изменением количества зерен, одновременно участвующих в сьеме металла в каждом поперечном

сечении конической поверхности. Учитывая, что количество режущих зерен бруска пропорционально длине его рабочей поверхно- ста и они в процессе суперфиниширования работают при постоянном удельном давлении, а также условие, при котором отношение длин взаимодействующих поверхностей бруска 1 и конической поверхности 4 в каждом их поперечном сечении постоянно, следует, что на каждое единичное зерно в

произвольном поперечном сечении I-I, II-II, Ш-Ш бруска 1 приходится один и тот же- микрообъем удаляемого металла. Этим условием обеспечивается равномерное удаление припуска по всей длине обрабатываемой

конической поверхности 4, а следовательно, и высокая точность формы профил я конической поверхности в ос евом се.чении. «

Пример. Обработке подвергается дорожка качения внутреннего конического

подшипника 7516.

v. Для .определения длины дуги контакта АВ в сечении I-I (фиг. 1.2) зададимся углом охвата бруска обрабатываемую поверхность в сечении I-I (углом / ц). Этот угол в

соответствии с рекомендациями принимаем .

Тогда длина дуги АВ будет равна АВ RH х уЗ н 40,24 х 1,047 42,25 мм, где RI-I - радиус конической поверхности

внутреннего кольца подшипника 7516 в сечении I-I.

Согласно уравнению (1) определим длину дуги СД в сечении ИНН для указанного типа подшипника.

гп - ABxRl l -ill 42,25x50,2 CD----RT i------40 4-- 50,45 мм.

Исходя из пропорциональности количества зерен и длины рабочей поверхности бруска, определим количество зерен на длине дуги бруска АВ и CD. Принимаем шаг между зернами равным 0,1 мм. Тогда оли

честве режущих зерен на длине АВ и CD буре равно

ZAB

42.25

0,1

422,5 шт.

V,

1зерно

3.032 504,5

( сеч.1

0,00601

V,

метШ-I

ZCD

мм

1зерно

Использование: для повышения точности при обработке конических поверхностей. Сущность изобретения: инструмент, форма профиля которого в поперечном и осевом сечениях представляет окружность, а длина равна длине обрабатываемой поверхности прижимают к заготовке с усилием изменяющимся пропорционально изменению, ширины бруска и обкатывают инструментом заготовку. Радиус окружности инструмента в каждом поперечном сечении которого выбирают в зависимости от ширины инструмента по приведенной формуле. 6 ил.

504-5штВеличина снимаемого припуска с конической поверхности заготовки составляет 0,04 мм.

Тогда объем металла, подлежащий удалению с поверхности заготовки в сечении I-I (по ширине кольцо h 1 мм)4 составляет

brR23ar, К2дет -1

2,536 мм3

1

Объем металла, подлежащий удалению с поверхности заготовки в сечении Ill-Ill будет равным:

Умет Ill-Ill

заг I

дет III-III

IлR,яг in- in #R Пйт in-iii I 30.

h fe.14 -50.2V 3.14 50.162 | . 1 та;

hmin - минимальная ширина инструМенRmin - радиус профиля инструмента в- месте минимальной его ширины: 3,032 мм3RI - радиус профиля инструмента в 1-м

сечении;

Объем металла, приходящийся на одноhi - ширина инструмента в 1-м сечении; ; зерно в сечениях 1-1 и ИНН, составляет перед прижимом устанавливают инструмент так, чтобы его сечение с минимальной

- Умет f fv Умет1-t 2,536 шириной совпадало с сечением заготовки с 1зерно vce4- ) 2. А в 422,5 минимальным радиусом, а усилие прижатия

при обкатке изменяют пропорционально

0,00601

мм

1эерно

10

15

20

25

Следовательно, предлагаемый способ обеспечивает условие, когда на одно зерно в любом произвольном поперечном сечении взаимодействующих поверхностей режущего инструмента и детали приходится одина- ковый микрообъем удаляемого металла. Формула изобретения Способ абразивной обработки поверхностей вращения, при котором инструмент; форма профиля которого в осевом и поперечном сечениях представляет окружность, а длина равна длине обрабатываемой поверхности заготовки, прижимают к обрабатываемой поверхности вращающейся заготовки и обкатывают им обрабатываемую поверхность,отличающийся тем, что, с целью повышения точности при обработке конических поверхностей, берут инструмент, радиус окружности в каждом поперечном сечении которого выбирают по формуле:

D hi Rmln K1 ---г---- ,

nmln

hmin - минимальная ширина инструМенж изменению ширины бруска.

Фиа 4

Редактор

Фиг. б

Составитель В.Николаев

Техред М.МоргенталКорректор С.Лисина