Способ совместного шлифования пересекающихся поверхностей Советский патент 1979 года по МПК B24B21/06 

(54) СПОСОБ СОВМЕСта ОГО ШЛИФОВАНИЯ ПЬРЕСЕКАЮЩИХСЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ

I

Изобретение относится к области обработки сложно-профильных изделий абразивными лентами.

Известен способ совместной обработки сопряженных пересекающихся поверхностей деталей, например прикомлевых участков лопаток газотурбинных двигателей, движущейся абразивной лентой, изгибаемой по ширине в плоскости, перпендикулярной плоскости ее перемещения, согласно которому ленту в зоне обработки направляют огибаемым ею контактным копиром, подаваемым ни врезание по биссектрисе угла пересечения обрабатываемых поверхностей 1 .

Этот способ при обработке пересекающихся поверхностей с различными величинами, например припусков или площадей, не обеспечивает стабильности процесса резания и устойчивости движения ленты в зоне щлифования.

Известен также способ совместной обработки сопряженных пересекающихся поверхностей, согласно которому направление подачи врезания выбирают в зависимости от соотношения припусков обеих пересекающихся поверхностей, отклоняя ось направления подачи от биссектрисы

угла пересечения поверхностей в сторону поверхности с меньшим припуском таким образом, чтобы снятие обоих припусков начиналось и заканчивалось ошювременно 2 .

Однако опыт показал, что н при этом способе щлифования не обеспечивается устойч 1вое движение ленты на копире при требуемых оптикгальных режимах обработки.

Целью изобретения является повышение устойчивости движения ленты.

Поставленная цель достигается тем, что подачу и врезание ос тдествля;от под углом к ошюй из обрабатываемых поверхностей, обеспечивающим равенство моментов от сил натяжения, действующих в изгибаемых частях ленть, относительно плоскости, параллельной направлению подачи и проходящей через центр дуги окружности сопряжения обрабатываемых поверхностей, для чего ось направления подачи на врезание отклоняют от биссектрисы угла пересечения обрабатываемых поверхностей в сторону поверхности с большей площадью резания.

На фиг. 1 показано устройство для осуществрения способа; на фиг. 2 - схема зоны обработки

гибкой абразивной лентой, изгибаемой в плоскости, перпендикулярной плоскости ее вращения, плоских поверхностей АБ и ЕЖ детали, сопряженных по дуге радиуса R; на фиг. 3 - схема действия элементарных, действующих на ленту сил по ее ширине и плеч этих сил относительно плоскости, параллельной направлению подачи и проходящей через центр дуги окружности сопряжения обрабатываемых плоских поверхностей.

Деталь 1 обрабатывают абразивной лентой 2, огибающей -контактный копир 3. Абразивную ленту перемещают в плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа (фиг. 2).

Детаг.л подают на контактный копир с силой поджима Ру в направлении О,п подачи врезания под таким углом у к обрабатываемой плоскости. АБ, чтобы (для обеспечения устойчивого движения ленты под действием приложенных к ней сил трения и резания) сумма моментов от сил натяжения, действующих в изгибаемых частях ленты АД и ДЖ относительно плоскости УК, параллельной направлению подаш Oim и проходящей через центр О дуги окружности сопряжения обрабатываемых плоскостей, была равна нулю.

Для нахождения в каждом конкретном случае величины угла подачи 7, при котором обеспечиваются указанные приемы и реализуется поставленная цель, производится расчет по специальной формуле, вывод которой излагается йиже.

Чтобы найти распределение натяжений по ширине ленты, необходимо знать распределение нормальных давлений в зоне обработки. Распреде.1ение нормальных давлений найдем, зачитывая, что нормальные давления пропорциальны нормальным возможным смещеш1ям (или деформациям), возникающим от усилия подачи врезания.

Обозначим смещение в направлении подачи, параллельном линии Ojm действия силы Ру , через б о (фи:г. 2). Тогда смещения в направлении плоскостей АБ и ЕЖ:

л. f)

%K o-s nfot-Y) а давления соответственно:

|: po-sinfct-)12}

где ро - давление в направлении подачи и, в частности, нормальное давление в точке Д, лежащей на линии ОY, проходящей через центр О радиуса R копира параллельно направлению подачи. Е некоторой произвольной точке В дуги БЕ

нормальное давление

.С05ф ,

где (р - угол между произвольной линией ОВ и направлением ОД действия подачи.

Элементарная нормальная сила, действующая на единицу длины в точке В;

dP foCobcp-f.d4 ,

так как (p

Силы, действующие на единицу длины поверхностей АБ и ЕЖ:

VPAa rPo- r )

где | и 62 - щирины плоскостей АБ и ЕЖ в

плоскости, перпендикулярной плокости вращения ленты. Проекции этих сил на ось OY, параллельную idoie

(3)

Р.- P.,,sin

РО« АБу Д6

)

Lbin2Co4-j)

(4)

tJTg - dPj p. R d ф .

Проекция на ось Y сил, действующих на участ-; БД дуги:

У.

poR

Ро (Р+|-& о2ч,)

(5)

.

Ч

(Ь)

где

Подставляя (6) в (5), получим:

)

(1)

Проекция на ось Y сил, действующих на участке дуги ДЕ:

Ф,

- рд.ТЗ-со5(

Х,ДЕ о

| у- -|«п2 -Г)

(8)

ф2 ДОЕ -у-сгС

где

Сумма проекций всех сип на ось Y: 2Р . .p 4 Р 4-Р « V( ЛБу ЕЖу ЧуЛ V У Подставляяв эту формулу значения (3), (4), (7) и (8) и решив полученное уравнение относительно ро, найдем:

Ру e.sinV V -rh - - -}snVt ;r5

Подставляя значение ро в уравнение (3), (4), (5) и (8), определим распределение злементарных нормальных сил от действия силы F| по ширине абразивной ленты.

Используя закон Амонтоиа-Кулоиа( / найдем распределение элементарных натяжений по ширине ленты. Элементарное сопротивление перемещению л |ТЫ (натяжение ленты) от силы Ру за счет трени yR. , а за счет силы шлифования .V где / - ко: ффи1шент трения, коэффициен шлифования. Моменты элементарных сил натяжения относ тельно плоскости, параллельной направлению по дачи Ojm и проходящей через центр О дуги окружности сопряжения поверхностей АБ и ЕЖ, найдем как произведение силы на плечо от лини ее действия до плоскости (см. фиг. 3). .Шгя упрощения.дальнейших выкладок приме что толщина h ленты равна нулю, т.е. силы трени тыльной стороны ленты по копиру и силы резаНИН действуют на радиусе Я. Элементарный момент от действия сил натяж ния:. -fpy-t -a| (1М„ «dP р„/-шЛ- шл-ру - шл где Д t - плечо действия силы относительно OOj (фиг.З). Плечо элементарной силы натяжения dPg , дей ствующей в некоторой точхе В дуги сопряжения БЕ:(п aip SS-m , где (f - центральный угол. Плечи Е) и а суммарных сил натяжения, действующие на плоскостях АБ и ЕЖ, найдем из рас смотрения треугольников OOjB, ОгБК, 02Л С, ИБО, ООдЕ, ОзИЕ и (фиг. 3). 15вк Для плоскости АБ: S ткН QOj Ц2 откуда а RcoSj -f- Для плоскости ЕЖ: f.Mn,.,,,,., .(f7-)Mоткуда , RcQsfck- 7-)- у (л - 7) Моменты от сил натяжения на радиусной по верхности слева и справа от линии OOj: j. J (f-V и,д) binq)

и.

Рс(

i

.откуда f , т.е. только при равных utHprntax обрабатываемых участков подачу врезания дл/i (fшA PдPcosфdфKs nф ..fcosV--j.5. Моменты от сил натяжения, действующих на плоских участках АБ и ЕЖ: (bi,n, сое .1 . Аналогнтю: Мр Рд(4 щ)Е-2Ь1п(сС-) R-coS/d-T-lt SinloL- у) Условие равенства нулю моментов, действующих слева и справа от плоскости . Тогда угол Y подачи врезания из условия равенства нулю моментов стноснтепыю OOj найдем из формулы: 2 Ejb n7iR-cos,j-4--24in7)-(-§ tjSin J:.- |.)К.соз( т)2 Si( ) + | ш1к-г).(10) Это уравнетше в общем ввде относительно т не решается, позтйму в каждом конкретном случае величина угла у найдется известными методами приближения. При развитых плоских участках обработки и малых радиусах сопряжения R, что часто имеет место, например при обработке лопаток газотурбинных двигателей, когда , R и i R, моментами ; от действия сил на несимметричных относительно направленна нодачн участках радиуса котшра можно пренебречь, н тогда из (10) следует: E sinT- t.)-, , Е sinc. Sf- Из формулы (И) следует, что при увеличении дной из шнрнн обрабатываемых плоскостей АБ ли ЕЖ ось направле 1ия подачк на врезание неободимо поворачивать в ciopoiry поверхности с ольшей шириной. При равенстве шнрш обрабатываемых поверхостей (ii -i:z ) из (И) находим: SincC . 1 -t- COSd