Способ обработки вращающихся деталей

 

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВРАЩАЮЩИХСЯ ДЕТАЛЕЙ двумя коаксиально установленными инструментами с торцовой рабочей поверхностью, при котором последние вращают в противоположных направлениях и перемещают вдоль своих осей вращения к обрабатываемой поверхности, отличающийс я там, что, с целью повышения качества обработанной поверхности путем повышения виброустойчивости при шлифовании длинных валов, шлифовальные круги смещают относительно 13 53 .Нл оси вращения вала, а величину смещения выбирают гJ/.Zo Rj; при этом шлифовальные круги перемещают вдоль оси вала со скоростью v,42 |R - а вдоль своих осей вращения со скоростью VY - v,-tg . где Р, - наружный радиус внешнего круга; z наружный радиус внутреннего круга; Tj - внутренний радиус внутреннего круга; п - скорость вращения вала; (Л угол между осью вала и об разующей наружной поверхности вала. ел 00 со ю 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(11),В 24 В 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВМ

Ч * V>-tg<

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗО6РЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3449388/25-08 (22) 09.06.82 (46) 30.05.85. Бюл. У 2Р (72) В.И.Петров (53) 621.923.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 438522, кл. В 24 В 13/00, )972, (54)(57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВРАЩАЮЩИХСЯ ДЕТАЛЕЙ двумя коаксиально установленными инструментами с торцовой рабочей поверхностью, при котором последние вращают в противоположных направлениях и перемещают вдоль своих осей вращения к обрабатываемой поверхности, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения качества обработанной поверхности путем повышения виброустойчивости при шлифовании длинных валов, шлифовальные круги смещают относительно

„„SU„, 115 2 А оси вращения вала, а величину смещения выбирают rq

Ч 2 R „Z n а вдоль своих осей вращения со скоростью где R> наружный радиус внешнего круга;

R — наружный радиус внутреннего круга;

r — внутренний радиус внутреннего круга; и — скорость вращения вала;

Ф= угол между осью вапа и об- разующей наружной поверхности вала.

1 1158

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано преимущественно при . шлифовании наружных цилиндрических или конических поверхностей валов большого диаметра.

Цель изобретения — повышение качества обработанной поверхности путем повышения виброустойчивости при шлифовании длинных валов.

Повышение виброустойчивости дости- t0 гается эа счет уравновешивания сил резания при разнонаправленном вращении соосно установленных шлифовальных кругов, смещения их на расчетное расстояние относительно оси вращения вала и перемещения кругов вдоль этой оси со скоростью, определяемой .Размерами кругов и скоростью вращения вала.

На фиг.l приведена схема шлифова- 20 ния наружной поверхности вала; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.l.

Перед началом шлифования круги l и 2 устанавливают коаксиально с одной стороны вала 3 соответственно на шпиндели ч и 5 шлифовальной бабки б.

Круг 2 размещен внутри круга 1.

Установка шлифовальных кругов 1 и 2 производится таким образом, что их рабочие . торцовые поверхности

Р и Р лежат в одной плоскости и касаются обработанной наружной поверхности вала 3. При этом угол . между осью вала 3 и торцовыми поверхностями кругов 1, и 2 равняется углу

« между осью и образующей наруж- .

35 ной поверхности вала.

Если наружная поверхность вала 3 цилиндрическая, то оси вращения 0Ä0Ä кругов и 2 перпендикулярны оси вала

g0

Og0 и =А= О. Если требуется получить коническую поверхность, то

° круги l и 2 поворачивают на угол /=с"Ш

Кроме этого круги 1 и 2. устанавливают относительно вала 3 так, чтобы расстояние (Z ) между осью Og0g вала 3 и осью вала 0 0 кругов и 2, было бы больше внутреннего, но меньше наружного радиуса круга 2, .т.е.

rqаЕ LRz

Шлифовальные круги 1 и 2 вращают в разные стороны и перемещают вдоль вала 3 со скоростью

Ugz2 К„- Z„-и где 8 — наружный радиус круга 13. 55

Ф

Z, — расстояние между осью

0 0 и осью 0 0„; и - скорость вращения вала 3.

328 2

Если обработанная поверхность вала 3 должна быть конической, то кроме установки кругов 1 и 2 под углом С=а< Ф О необходимо перемещать их вдоль своих осей со скоростью

v> = v„„rgb где К- угол между осью вала 3 и образующей 0 0 его наружной поверхности.

Для цилиндрической наружной поверхности вала 3 скорость Ч! О.

С целью обеспечения наибольшей производительности вал 3 вращают со скоростью и, максимально возможной по виброустойчивости.

Инструмент для шлифования вала 3 состоит из двух коаксиально расположенных шлифовальных :. кругов 1 и 2, соединенных друг с другом с воэможностью их относительного вращения.

Связь кругов 1 и 2 обеспечена, например, шариками 7, расположенными в кольцевых выточках между их смежными поверхностями.

Рабочие торцовые поверхности кругов 1 и 2 лежат в одной плоскости и выполнены, например, иэ абразивного материала в виде сплошного диска,секторов или сегментов закрепленных на торцах корпусовкругов 1 и -2. Корпуса кругов 1 и 2 выполнены, например, металлическими.

Радиусы кругов 1 и 2 определяют ся из условия

К - r< -R — rz, (1) где Rq,г .(R, rg)- наружный и внутренний радиусы кругов 1 (2 ) co ответственно.

Для обеспечения высококачественной гладкой беэ уступов поверхности вала рабочие торцовые поверхности кругов 1 и 2 должны лежать в одной плоскости. Смещение их относительно друг друга приведет к канавке на обработанной поверхности вала 3, глубиной, равной величине смещения.

Для обеспечения максимальной виброустойчивости шлифовальные круги 1 и 2 должны быть установлены относительно оси, вала так, чтобы расстояние между осями вала 3 и кру= гов 1 и 2 было бы больше внутренне. го, но меньше наружного радиуса,. круга 2, т.е.

r c Zo

Выполнение неравенства (2) необходимо, так как только в этих слуг

Фиг. 2

3 ))58 чаях эффект повышения виброустойчивости будет существенным. Это связано с тем, что круги ) и 2 расположены коаксиально и их вращают в разные стороны. Если Zo) Rg то эффект взаимного уравновешивания окружных сил, действующих на вал со стороны кругов и 2, отсутствует, так как круг 2 практически не работает. При г ЪЕ, обработанная поверхность вала имеет неровности высотой, равной снимаемому припуску.

Для обеспечения максимальной проФ изводительности необходимо стремиться получить наибольшую скорость перемещения кругов и 2 вдоль оси вала, которая определяется по формуле

Vz ñ2 RÄ вЂ” Z n (3)

Скорость Ч определяется максимальной шириной шл о ания

В, В %В 2 R» — Е, Скорость V> определяется геометрией вала и зависит от скорости V а именно

v - 1 .

Входящая в формулу (3) скорость (n) вращения вала выбирается максимально возможной по виброустойчи.вости. Это означает, что скорость

30 и следует выбирать, исходя из максимально допустимых вибраций элементов технологической системы (вала, инструмента, шлифовальной бабки, шпинделей передней бабки ), A-A

328 4 при которых процесс шлифования обеспечивает требуемое качество обработанной поверхности вала.

В процессе шлифования окружные силы резания, действующие на вал, взаимно уравновешиваются, так как

- шлифовальные круги и 2 расположены коаксиально и вращаются в разные стороны.

Кроме этого, соединение кругов и 2, например, с помощью шариков повышает жесткость элементов технологической системы, в частности жесткость шпинделей 4 и 5 двухшпиндельной шлифовальной бабки 6 в д%а и более раз.

Для обеспечения оптимального взаимного уравновешивания составляющих сил резания ширина рабочей торцовой поверхности круга должйа быть меньше ширины рабочей торцовой поверхности круга 2, т.е.

R - г„kR — r< (4)

Если условие (4 не выполняется, то при любом реальном распрложе нии шлифовальных кругов и 2,относительно вала 3, характеризуемом расстоянием 2 между осями, всегда окружные силы Р, действующие

Юкр на вал 3 со стороны круга ), больше окружных сил Pz » действукицих на вал со стороны круга 2. В связи с этим изменением положения кругов ! и 2 относительно вала 3 добиться равенства сил Р д р и Р р невоз» можно.

ИИПИ Заказ 3454/)4 аж 769 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4