Способ комбинированной обработки шлифованием и поверхностным пластическим деформированием и инструмент для его осуществления

 

Изобретение может быть использовано в обработке металлов шлифованием в комбинации с поверхностным пластическим деформированием для станков с системой программного управления и позволяет повысить качество обработки за счет уменьшения амплитуды колебаний системы СПИД. Для этого инструменту, состоящему из шлифовального круга с конической заборной частью, и цилиндрическому корпусу с расположенными радиально деформирующими элементами сообщают вращательные движения и движение подачи вдоль обрабатываемой, поверхности. В процессе вращения шпинделя вращаются шлифовальный круг и корпус с одинаковой скоростью. Первыми в работу вступают конический заборный и калибрующий участки круга, а затем - деформирующие элементы корпуса, в котором выполнены наклонные пазы. С боковыми поверхностями пазов взаимодействуют направляющие элементы, осуществляющие дополнительный поворот корпуса. При этом источники возникновения колебаний системы СПИД от шлифовального круга и деформирующих элементов смещаются по фазе и взаимно уничтожаются . 2 с.п. ф-лы, 2 ил. л ю QO РО

СОЮЗ СОжТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК, SU„127 01 (5D 4 В 24 В 39/02

:д а, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬ!И КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3857 770/25-27 (22) 20.02.85 (46) 30.12.86. Бюл. М 48 (71) Могилевский машиностроительный институт (72) Я,М.Сургунт, А.М.Довгалев и 3.А.Свидерский (53) 621.923.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1!55431, кл. В 24 В 39/02, 1984-., (54) СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ШЛИФОВАНИЕМ И ПОВЕРХНОСТНЫМ ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРИИРОВАНИЕМ И ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение может быть использовано в обработке металлов шлифованием в комбинации с поверхностным пластическим деформированием для станков с системой программного управления и позволяет повысить качество обработки за счет уменьшения амплитуды колебаний системы СПИД.

Для этого инструменту, состоящему из шлифовального круга с конической заборной частью, и цилиндрическому корпусу с расположенными радиально деформирующими элементами со-, общают вращательные движения и движение подачи вдоль обрабатываемой поверхности. В процессе вращения шпинделя вращаются шлифовальный круГ и корпус с одинаковой скоростью.

Первыми в работу вступают конический заборный и калибрующий участки круга, а затем — деформирующие элементы корпуса, в котором выполнены наклонные пазы. С боковыми поверхностями пазов взаимодействуют направляющие элементы, осуществляющие дополнительный поворот корпуса, При этом источники возникновения колебаний системы CIIHg от шлифовального круга и деформирующих элементов смещаются Ilo фазе и взаимно уничтожаются, 2 с.п. ф-лы, 2 ил, 0,1

Пример. Проводят обработку отверстия втулки на внутри шлифовальном станке мод. ЗК227В, Материал обрабатываемой детали сталь 45 ГОСТ 1050-74 (НВ 260), диаметр обработки 85 мм, длина обработки 120 мм, режущий элемент — абразивный круг ПП 50"45 ° 16, характеристика круга — 63А40Т1 2К5, длина конического заборного участка 30 мм, деформирующий элемент — шариковая центробежная головка, наружный диаметр центробежной головки 44 мм; количество деформирующих шариков

8 шт,;ма.териал шариков — !!!Х 15 (HRC

60) .

Исполнительным механизмом служит ходовой винт с маховичком, установленный на закрепленном на бабке станка кронштеине. Для измерения амплитуды колебаний системы СПИД исполь! 127

Изобретение относится к обработке металлов абразивом в комбинации с поверхностным пластическим .деформированием и может быть использовано для чистовой обработки деталей машин с использованием станков с системой программного управления.

Цель изобретения — повьш ение качества обработки.

На фиг, 1 схематически изображен инструмент для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 — сечение

А-А на фиг ° 1.

Согласно предлагаемому способу в процессе обработки деформирующие элементы инструмента дополнительно поворачивают относительно шлифовального круга в пределах угла между деформирующими элементами до достижения минимального значения амплитуды, колебаний системы СПИД, Поскольку картина воздействия на систему СПИД возмущающей силы от деформирования полностью повторяется при дополнительном повороте корпуса инструмента на величину сс (угол расположения двух смежных деформирующих элементов 5), то величина угла этого дополнительного поворота в процессе обработки не может выходить за пределы угла 3 . В противном случае происходит мгновенное (резкое) сближение (совпадение) по фазе возмущающих сил от шлифования и деформирования, приводящее к увеличению амплитуды колебаний системы:

СПИД и ухудшению качества обработки.

980) 2 зуют низкочастотную виброизмерительную аппаратуру НВА-!.

Режимы обработки:

Скорость обрабатываемой детали, м/мин 40

Осевая подача инструмента на оборот детали, мм/об

Скорость вращения ин!

О струмента, м/с 20

Натяг деформирования, мм 0,3

Глубина резания, мм 0,2

Охлаждающая жидкость — эмульсия, !5 обработку осуществляли за один проход.

Шероховатость обработанной по верхности R =0,16 мкм; степень упрочнения поверхности 10-157..

20 Инструмент для чистовой обработки содержит шпиндель 1 и установленные на нем соосно шлифовальный круг 2 с прерывистой рабочей поверхностью и коническои заборной частью

3 и цилиндрический корпус 4 с деформирующими элементами 5. При этом деформирующие элементы 5 расположены в радиальных пазах 6 корпуса 4 равномерно по окружности. Угол расположения двух смежных деформирующих элементов равен Ы . Для крепления шлифовального круга 2 на шпинделе 1 предусмотрены шайба 7 и гайка

8. Сепаратор 9, закрепленный на кор35 пусе 4, удерживает деформирующие элементы 5 от выпадания из радиальных пазов 6 корпуса 4. Корпус 4 с деформирующими элементами 5 имеет возможность принудительного поворо40 та по цилиндрической поверхности о; шпинделя 1 на угол <;!., С этой целью на внутренней цилиндрической поверхности корпуса 4 выполнены направляющие пазы 10 с боковыми поверхнос45 тями о, которые взаимодействуют с направляющими элементами 11 механизма поворота корпуса 4. Механизмы поворота корпуса 4 выполнены в виде штока !2 с закрепленными на нем упомянутыми направляющими элементами 11.Последние имеют возможность свободного перемещения вдоль продольного паза 3 с боковыми поверхностями 6, выполненного в шпинделе 1.

I!!To K 1 2 ус тано влен с во эможнос тью перемещения в осевом отверстии 14 шпинделя 1 и подпружинен пружиной

15. Для регулировки величины предварительного сжатия пружин 15 предус1279801 мотрен винт 16. Шпиндель 1 установлен с возможностью свободного враще-! ния в державке 17 с помощью подшипников 18, Для передачи крутящего мо— мента на шпиндель 1 на последнем 5 предусмотрен шкив 19. Между винтом исполнительного механизма (ИМ) и торцом штока 1 2 установлен упорный подшипник 20, Инструмент работает следующим образом, Державку 17 закрепляют в шлифовальной бабке станка, а деталь 21 в Ьатроне станка, Шпинделю 1 сообщают вращательное движение через кли- !5 ноременную передачу и шкив 19, Деталь 21 вращают и передают относительное движение подачи S вдоль обрабатываемой поверхности. В процессе вращения:шпинделя 1 вращаются шли- 20 фовальный круг 2 и корпус 4 с одинаковой скоростью !. Крутящий момент от шпинделя .1 на корпусе 4 с деформирующими элементами 5 передается направляющими элементами )1, взаимодействующими с боковыми поверхностями 6 продольного паза 13 на шпинделе 1 и боковыми поверхностями 6 на--клонного паза 10 корпуса 4. При вращении корпуса 4 деформирующие эле- 30 менты 5 за счет центробежной силы перемещаются в радиальных каналах 6 к периферии корпуса.

Первыми в работу вступают конический заборный 3 и калибрующий ци35 линдрический участки шлифовального круга 2, снимая с детали 21 установленный припуск на обработку. При этом величина амплитуды колебаний системы СПИД определяется возмуща- 40 ющей силой шлифовального круга 2.

Затем в работу вступают деформирующие элементы 5 корпуса 4, осуществляя окончательное поверхностное пластическое деформирование поверх- 45 ности. В процессе обработки с помощью известных датчиков измеряют величину амплитуды колебаний системы

СПИД, сравнивают ее с заданной величиной или с величиной амплитуды предыдущего измерения и передают исполнительному механизму команду на дополнительный поворот корпуса

4 с äåôoðìèðóþùèìè элементами 5.

Исполнительный механизм перемещает подпружиненный шток 12 справа налево (относительно фиг. 1) ° Направляющие элементы 11, продолжая передавать крутящий момент от шпинделя 1 на корпус 4, перемещаются вдоль па- за 13 шпинделя 1, взаимодействуют с боковыми поверхностями о наклонного паза !0 корпуса 4 и осуществляют дополнительный поворот последнего, При этом источники возникновения колебаний системы СПИД от шлифовального круга 2 и деформирующих элементов 5 смещаются по фазе (до !80 ) и взаимно уничтожаются (уменьшаются).

Величина амплитуды колебаний системы СПИД становится минимальной.Да "чики подают команду исполнительному механизму на окончание дополнительного поворота корпуса 4. При отклонении величины амплитуды колебаний системы СПИД датчики снова подают команду исполнительному механизму на дополнительный поворот корпуса 4, Направление поворота корпуса 4 (по или против часовой стрелки) задают датчики измерения амплитуды колеба-. ний. Так например, если в случае поворота корпуса 4 по часовой стрелке амплитуда колебаний не уменьшается, а увеличивается, то исполнительному механизму поступает команда поворота корпуса 4 в противоположную сторону. В этом случае винт исполнительного механизма перемещается слева направо (относительно фиг. 1), а функцию перемещения штока

12 с направляющими элементами 11 выполняет предварительно сжатая пружина 15.

Предлагаемые способ и инструмент обеспечивают снижение величиньt шероховатости обработанной поверхности на 1-2 класса.

Формула из обретения

1. Способ комбинированной обработки шлифованием и поверхностным пластическим дебормированием, при котором детали к комбинированному инструменту, состоящему из шлифовального круга и деформирующих элементов, сообщают вращательные движения и движение подачи вдоль обрабатываемой поверхности, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения качества обработки за счет уменьшения амплитуды колебаний системы СПИД, в процессе обработки деформирующие элементы дополнительно поворачивают относительно шлифоваль ного круга в пределах угла между де формирующими элементами.

Составитель В. Кузнецов

Редактор Н.Швыдкая Техред М.Ходанич Корректор И.Зрдейн

Заказ 7003/13 Тираж 740 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4

2, Инструмент для комбинированной обработки шлифованием и поверхностным пластическим деформированием, содержащий соосно установленные шлифовальный круг с конической заборной частью и цилиндрический корпус с радиально расположенными в нем деформирующими элементами, о тл и ч а ю шийся тем, что инструмент снабжен установленным в цилиндрическом корпусе механизмом по1

79S01 6 ворота в виде подпружиненного в осевом направлении штока с закрепленными на нем. направляющими элементами, причем в цилиндрическом корпусе

5 выполнены наклонные пазы для взаимодействия с упомянутыми направляющими элементами штока,,при этом корпус установлен с возможностью . принудительного поворота от10 носительно шлифовального круга.