Абразивный инструмент

 

союз СОВетских

СаЩИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А3 (19) (1!) (д) 4 В 24 D 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3834750/25-08 (22) 02,01.85 (46) 30,06.86..Бюл. У 24 (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт сверхтвердых материалов

АН УССР (72) Н.Е. Стахнив (53) 621.922.079(088.8) (56) Маслов Е.Н. Теория шлифования.

N. Машиностроение, 1974, с. 319, Лурье Г.Б. Прогрессивная технология шлифования. М.: Трудрезервиздат, 1957, с. !26.

Патент ФРГ У 1577579, кл. 67 С 1, 1970. (54) (57) АБРАЗИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ, со-. держащий цилиндрический корпус, на периферии которого закреплен расположенный по спирали абразивосодержащий слой прямого профиля, о т л и ч а юшийся тем, что, .с целью повышения качества обработки, на периферии корпуса дополнительно закреплен абра- зивосодержащий слой плоского прямого профиля, при этом наружные диаметры .абразивосодержащих слоев выбраны из условия

Э=(6+0,008)-(d+0,02), где D, d — наружные диаметры абразивных слоев соответственно с спирального и плоского пряйого профилей.!

240564

Изобретение относится к инструментальному производству и касается конструкций абразивных инструментов, которые могут быть использованы при ,чистовой обработке.

Целью изобретения является повышение качества обработки при снятии больших неравномерных припусков путем уменьшения деформации в любой обрабатываемой точке по гиперболическому закону..

На чертеже изображен абразивный инструмент в процессе обработки вала, общий вид, Абразивный инструмент содержит цилиндрический корпус 1, на периферии которого закреплен расположенный по спирали абразивосодержащий слой

2 прямого профиля и абразивосодержащий слой 3 плоского прямого профиля.

Абразивосодержащий спиральный слой содержит порошки более мелкой зернистости и удален на большее расстояние (Ь=4-10 мкм) от оси инструмента, чем абразивосодержащий слой плоского прямого профиля.

Наружные диаметры абразивосодержащих слоев выбраны .из условия

D=(d+0,008)-(6+0,02), где D d — соответственно наружные диаметры спирального и прямого профиля, мм.

Абразивный инструмент вращается с угловой скоростью (д и перемещается с продольной подачей S. Величина деформации технологической системы определяется нормальными составляющими сил резания . P., РЧ, P, которые связаны зависимостью

Ч Чо Эс где P . Р— нормальные составляю3с щие сил резания,обусловленные соответственно режущим элементом прямого профиля и режущим элементом спирали;

Р„ — суммарная нормальная составляющая. 1од действием P, P,. происходят контактные деформации у„, у абраэивасодержащих элементов в зонах резания А и Б, а под действием РЧ вЂ” деформация оси шпинделя инструмента у и оси детали.

При резании периферия абраэивосодержащих спирального слоя перемещается на величину деформации у+у, 10

45 а периферия слоя плоского прямого профиля — на величину у+у„; относительное смещение слоев друг относительно друга равно у„ -у . С учетом удаления Ь величина превышения абразивосодержащего спирального слоя над плоским прямым профилем при резании равна а =а1У -У е, .с

Входящая в выражение сумма

f = +у (1) является припуском, который отводится под обработку абраэивосодержащим спиральным слоем.

Степень постоянства припуска f зависит от величины колебания контактного перемещения у„, Зона резания А абраэивосодержащего слоя плоского прямого профиля перемещается по поверхности вала с глубиной резания Сп=60-200 мкм. Применяемые в практике машиностроения круги для работы с такой глубиной резания имеют достаточно высокую контактную жесткость, для них, как показали экспериментальные исследования, величина контактных деформаций не превышает нескольких микрометров у =1-3 мкм. и

Колебания глубины резания, обусловленные неравномерностью расположенного припуска по поверхности, приводят к колебанию контактной деформации в пределах десятых долей микрометра. Это обстоятельство позволяет с достаточно высокой точностью считать, что величина припуска Г под обработку абразивосодержащим спиральным слоем за время одного прохода инструмента вдоль длины детали будет постоянна и равна 4-12 мкм, Зона резания Б абразивосодержащего спирального слоя при вращении инструмента многократно пересекает любую обрабатываемую точку поверхности.

Выберем точку на поверхности вала и рассмотрим ее обработку спиралью.

При первом пересечении спиралью выбранной точки глубина резания tt, ю обусловленная действием нормальной составляющей силы резания РЧ, 6yдет определяться зависимостями: с, = -Ус, ь

Ч где у - контактная деформация абс< раэивосодержащего слоя спи;

35

Подписное

ВНИИПИ Заказ 3435/10 Тираж 740

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 12405 рали под действием нормальной составляющей Р}

1с1 — контактная жесткость абрас зивосодержащей спирали;

f — прилуск при первом проходе.

f =f.

При втором пересечении

Ус э

С7 Jc с где f — величина припуска при вто- 10

2 ром проходе

fz c

При третьем пересечении выражения аналогичны и т.д.

Учитывая, что 15

1, "-КР,, где t — фактическая глубина резания;

k — коэффициент пропорциональности, можем для любого пересечения спиралью 20 выбранной точки записать

tc, =kP

Рассмотрим (i-1)- и i-e пересечения.

Из уравнений: 25

t =f; -Ус,; Ус; =P> /j получим

Р1с =РЧс, /(} ) с+1 ) ° (» 30

Из уравнения (2) следует, что нормальная составляющая силы резания при каждом пересечении уменьшается в соответствии с геометрической прогрессией, что соответствует умень шению по гиперболическому закону.

Чем меньше нормальная составляющая силы резания при обработке абразивным инструментом, тем меньше высота получаемых микронеровностей на ло40 верхности. Уменьшение деформации ло гиперболическому закону позволяет за 6-8 пересечений для данной зернистости достигнуть наивысшей чис-. тоты поверхности.

Эффективность работы абразивосодержащей спирали повышается лри уменьшении лрипуска f, который она снимает, так как лри этом скачкообразное изменение силы резания спирали, обусловленное ее врезанием в

50 припуск, будет уменьшаться. Следовательно, в идеальном случае величина превьппения Ь =0..Однако с учетом того, .что обрабатываемая поверхность не идеальная, а с микропрофилем, необходимо, чтобы этот лрипуск f был не меньше, чем максимальная высота микронеровностей R„, оставшаяся посмакс ле обработки абразивосодержащим слоем прямого профиля. В противном случае абразивосодержащая спираль не снимет следы предшествующей обработки. Следовательно, оптимальная величина превышения мс кс

Значение R„ можно определить экспериментально при теоретически.

R „ для операции шлифования лежит

Макс в пределах (4-10 J мкм.

Абразивосодержащие спиральный и плоский прямой профили снимают различный припуск, поэтому для благоприятных условий эксплуатации инструмента необходимо, чтобы элементы имели различную зернистость, которую можно рассчитать по известным методикам. Спиральный слой снимает меньший лрилуск, следовательно, и зернистость

его должна быть меньше. Мелкозернистый инструмент оставляет меньшие царапины, что позволяет дополнительно улучшить качество поверхности.

Предлагаемым абразивным инструментом за один проход лри снимаемом припуске 60-200 мкм достигается 1пероховатость поверхности, соизмеримая с операцией сулерфиниширования, R =

=0,3-0у06 мкм.

Известным абразивным инструментом, содержащим только спиральный абразивосодержащий слой, снимается прилуск, не превышающий 8-12 мкм, и достигается такая же шероховатость поверхности. При этом, учитывая неравномерность расположения припуска, необходимо сделать несколько проходов.

Плоский круг прямого профиля позволяет снимать такой же припуск, что и предлагаемый абразивный инструмент (60-200 мкм), но при этом шероховатость поверхности будет хуже (Rö= !,2-0,2 мкм), что обусловливает применение доводочных операций.

При обработке предлагаемым инструментом примерно в 2 раза повьппается производительность обработки, так как сокращается количество проходов и вместо двух операций применяется одна.