Способ шлифования плоских поверхностей

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке направляющих станин с образованием на их поверхности регулярного микрорельефа. Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет образования регулярного микрорельефа с заданной величиной шага. Шлифование производят торцом круга с расчетным распределением зерен по режущей кромке. Зерна расположены по концентрическим кольцам с постоянным шагом. Расстояние между двумя ближайшими зернами соседних колец равно шагу между зернами кольца. Наружный радиус круга определяют по математической формуле с учетом размера зерен, концентрации их в рабочем слое и заданной величины шага регулярного микрорельефа. 5 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4304451/25-08 (22) 14.09.87 (46) 15.01.90. Бюл. Г 2 (71) Иосковское производственное объединение "Станкостроительный завод им. С.Орджоникидзе" и Научно-производственное объединение по природным и синтетическим алмазам и алмазному инструменту (72) В,П.Белоусов, В.И.Борисов, Е,Ю.Глуздовская, И.Я.Иэраилович, l0.Г.Емельянов, В.И.Рудаков и Н,И.Селиванов (53) 621. 923 5(088.8) (56) Терган В.С. Плоское шлифование.

И.: Вы школаа, 1969, с. 83-88, Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при шлифовании направляющих станин с образованием на них регулярного микрорельефа (РИР).

Цель изобретения - образование регулярного микрорельефа с заданной величиной шага.

На фиг,1 приведена схема взаимного расположения обрабатываемого изделия и шлифовального круга; на фиг.2то же, вид в плане; на фиг.3 - расчетная схема определения параметров (51) 5 В 24 В 7/02 7/14

2 (54) СПОСОБ !ЧЛИфОВАНИЯ ППОСКИХ ПОВЕРХНОСТЕй (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке направляющих стайн с образованием на их поверхности регулярного микрорельефа. Цель изобретения — расширение технологических возможностей за счет образования регулярного микрорельефа с заданной величиной шага. !!лифование производят торцом круга с расчетным распределением зерен по режущей кромке. Зерна расположень1 по концентрическим кольцам с постоянным шагом. Расстояние между двумя ближайшими зернами соседних колец равно шагу между зернами кольца.

Наружный радиус круга определяют по математической формуле с учетом размера зерен, концентрации их в рабочем слое и заданной величины шага регулярного микрорельефа. 5 ил., 2 табл. размещения абразивных зерен в рабочем слое шлифовального круга; на фиг.4 узел I на фиг.3; на фиг,5 - схема расчета величин шага регулярного микрорельефа (РИР).

Способ реализуется следующим образом.

Первоначально задаются параметры формируемого PMP на детали 1: величина шага РИР и глубина канавки, в ссответствии с которыми подбирается шлифовальный круг 2. з 1535701

Величина шага регулярного микрорельефа Н зависит как от параметров круга: радиуса Е, ширины режущей кромки b, так и параметров рабочего слоя: Х„ — номинального размера режущих зерен, концентрации К, а также ширины обрабатываемого изделия ве

Эта зависимость определяется по формул 10 е

Ь

650 (R — -) ?;, n

Н— ь a (R — -) - <-Pb»:

2 где п — число концентрических рядов

15 зерен по ширине режущей кромки, опредепеемое по рпрмупе ь .Е к и = jnt(— -) °

Х 1»» Ь50

Таким образом, шаг микрорельефа H является функцией пяти аргументов:

R, b, Х„, К, а. Поскольку, необходимо обеспечить заданный. шаг микрорельефа

Н, то в левой части формулы (1) сто- 25 ит известное число, Поэтому при заданной величине Н, а также заданной ширине обрабатываемого изделия а соотношение (1) в общем случае является одним уравнением, содержащим четыре неизвестные величины: R, Ь, Х„, К.

При этом параметрь< круга должны удовлетворять неравенству

Ъ 1

R-- — ⠰

2 (2) 35

Соотношение между параметрами Е, Ь Х К при котором .обеспечивается I <<Ф У заданная величина шага Н, может быть получено из уравнения (1) путем реше;40 ния его относительно любого иэ указанных параметров R, Ь, Х, К. В качестве такого параметра выбран наружный радиус круга R, Далее в результате алгебраических 45 преобразований определяется заявляемое соотношение

Н-а

Ь

R = — +

2 (3),0

»2 Ь

В каждом конкретном случае, при заданной величине Н существует множество значений К Ь, Хн К f1pH KQTo 55 рых достигается заданный шаг Н микрорельефа.

Зернистость круга, которая определяет величину номинального размера зерна Х„, подбирается исходя из заданной глубины канавки образуемого при шлифовании рельефа, При этом глубина канавки составляет 30-35 „ X „.

Концентрация К абразивных зерен определяется исходя из заданной про" изводительности обработки и максимальной стойкости круга. Ширина режущей кромки Ь определяется экспериментально с учетом условий теплоотвода и максимальной режущей способности круга.

Диапазоны допустимого изменения управляемых величин: ширины, режущей кромки Ь, номинального размера зерен Хн и концентрации К зерен я рабочем слое следующие: 2 м » b » 10 мм;

0,1 мм < X> а 0,7 мм; 12,5" » V. 250:;.

Далее. при заданной ширине обрабатываемого изделия а., определеннь<х величинах Х„, b, К рассчитывают величину наружного радиуса круга R в соответствии с формулой (3), При этом необходимо также проверить выполнение неравенства (2), Зерна на рабочей поверхности круга располагаются в соответствии со схемой на фиг.3, т,е. они располагаются на равноудаленных друг от друга кольцах и в пределах каждого из колец также равноудалены друг от друга. При этом предполагается, что расстояние между двумя соседними зернами, расположенными на каждом из колец, приближенно совпадают с расстояниями между двумя соседними зернами на соседних кольцах. Такое равенство имеет место при выполнении условия д1 = Д.д»; (»») где h R — величина шага между кольцами, Й1 — величина шага между зернами на каждом иэ колец.

Расстояния крайних колец от наружной и внутренней режущих кромок предГ полагаются одинаковь|ми и равными величине ЬR, Указанная схема размещения соответствует наиболее равномерному плоскому размещению зерен, если пренебречь кривизной рабочей поверхности круга, что в данном случае вполне допустимо, так как ширина режущей кромки Ь мала по сравнению с радиусом круга R, Величина шага между кольцами» К определяется исходя из заданных размеров круга R, Ь, номинального размера зерен Х„, концентр.-ции К по Формуле

1535701 (5) Гь

= "ЧЧ (6) 10

2«Г, 2 «Е; дГ42 (9) где Д1 = ДР1? - шаг между зернами, 45 рассчитываемый вдоль концентрических окружностей (фиг.5).

Так как относительное изменение величин 1,; по сравнению с величинами 50 наружного Р и внутреннего R-Ь радиусов мало, то с достаточно малой погрешностью при расчете количеств N; можно заменить величины R; на среднее

b 55 значение радиуса R — —. СоответственЬ вЂ” (n -»ДК

ДК вЂ” — — — — — ——

2 (18) . С другой стороны, величина удвоенного шага по краям (2ДК) должна быть меньше величины нага между кольцами

ДR. В противном случае укладка колец не будет наиболее плотной - на рабочей поверхности можно разместить еще одно кольцо. С учетом этого из выражения (18) следует неравенство где — ----,я2--, 650хн к Жь

n — число колец, определяемое по формуле

Ниже приводится подробный вывод формулы (5). фактическое количество режущих

l зерен, приходящееся на единицу плоц<ади режущей поверхности, определяется по формуле

К

Ь50Х „

Обц<ее количество режущих зерен на рабочей поверхности определяется как произведение числа и на плоц<адь раP бочей поверхности круга

S = 6 (2Rb — Ь2)

Ky(2Fb — b2)

<<., = пр БкР 650 у (7) 25

С другой стороны это суммарное количество И при описанной выше схеме размещения зерен может быть подсчитано как сумма количеств зерен, расположенных на кольцах. Радиус i-го кольца при этой схеме определяется по формуле -члена убывающей арифметической прогрессии

F,, = Г., — (1 — »дк, (е) где i — номер кольца, начиная с на- 35 ружного с радиусом R

n — - количество колец.

Количество зерен, размещенных на

i-ом кольце, определяют по формуле но вместо формулы (9) можно использовать формулу.! 2«(R — -) . ь

1 J (10) дк

Суммарное количество зерен определится как сумма количеств (! О) по всем и кольцам и n+u (R — -)

11 = 11. (11)

ДГ, В результате приравнивания двух выражений (7) и (11) для суммарного количества зерен получается равенство

K «(2Rb — Ь ) " 2

В результате сокращения левой и правой частей соотношения (12) на множитель 12 (à — -„) и решения его отно2 сительно ДГ для последней величины получается формула

650 Х<, 1

bF,= — — — "n (13) -,1. к ь

650 Хн

С учетом обозначения

42 К Ь формула (13) соответствует формуле (5). Вывод формулы (6) для определения количества колец и осуществляется следующим образом, На фиг.3 обозначены через hR расстояния от наружного кольца радиусом

R< до наружного радиуса R и от внутреннего кольца радиусом К„ до внутреннего радиуса R — Ь. В силу этого

+ДГ. = R; (14)

F.„- <<,< . -- R - Ь. (15)

Так как R > = R, — (n — »ДК, то равенство (15) переписывается в виде

К вЂ” (n — 1)ДR — ДЙ = R — Ь, (16)

В результате вычитания из равенства (14) равенства (16) получается соотношение, связывающее величины Д R (шаг по краям) и ДЕ (шаг между кольцами) и и (количество колец)

?д% + (и — »ДГ = Ь. . (17)

В разрешенной относительно ДR форме соотношение (17) имеет вид! 53570 !

Ь - (п — 1+R 6К

О. ---------- =-

2 . 2 (19) или we

ОйЬ - (n - 1)kR(5R. (20) 5

Учитывая связь между величинами

$R и и (имеется функциональная зависимость (5)) и в результате подстановки этой зависимости в неравенство (20) получается неравенство, содержа- 1О щее одну неизвестную величину и

0 < Ь - (и — 1) n II с п . (21)

В результате алгебраических преобразований

О Ь вЂ” п (+ n(e ng 15

, получается неравенство

0 b — и ((0.

Анализ этого неравенства показыва( ет, что оно эквивалентно уравнению

b-п21=О, 20 решение которого

Ь и = int(-), 1 где int(...) означает ближайшее целое число, 25 с учетом введенного обозначения для

;величины )

1-, 2 К.Ь ,окончательное выражение для количества колец записывается в виде

30 и = int(-- - --).

Ь 42 К (22)

Х, ь50 к

В результате подставки формулы (22), в формулу (3) получаем искомую формулу

Ь Н а 35

R=- +

1

2 (23)

Пример. Необходимо произвести 40 обработку направляющих станин шириной поверхности а = 100 мм.

Из специальных экспериментов, проведенных для 4-х вариантов различных материалов пар сопрягаемых деталей 45 ползун-станина, определены следующие величины оптимального шага регулярного микрорельефа, приведенные в табл. 1.

Таблица 1

Номер сопрягаемой Оптимальная велипары материалов чина шага микрорельефа Н, мм

0,60

0,69

1,08

0,15

Обработку проводят чашечными кругами с различными величинами Ь, К, K» R, подбираемыми в указанном выше диапазоне, исходя из обеспечения заданных величин Н (табл. 1) °

При этом круги изготовлялись на органической связке Б-156 и оснащались зернами из гексанита различной зернистости, Для первого из вариантов (для получения Н = 0,60 мм) использовались зерна 100/80 (номинальный размер зерна 0,1 мм) при концентрации

12,5», шириной режущей кромки b = 4 мм.

По формуле (23) рассчитывается радиус круга R, необходимый для обеспечения заданного шага Н = 0,6 мм. В результате подстановки в формулу (23) значений Хи = 0,1 мм; Ь = 4 мм; К =

12,5l определяется значение радиуса круга К = 125 мм, Проверка соотношения (2), обеспечивающего регулярности микрорельефа, показывает, что при таких значениях R, Ь и а оно удовлетворяется:

125 - 4 > --- ° ,)2

Значения параметров Х„, Ь, К и рассчитываемые по формуле (22) соответствующие этим величинам величины радиуса круга R для остальных вариантов приведены в табл, 2.

Та бли ца 2

Вариант Х„, b мм мм

К, R, мм

96

1 О 1 4 12 5

2 0 l 10 12 5

3 07 10 250

4 О 2 250

Проверка соотношения (2), проведенная для второго, третьего и четвертого примеров реализации способа, по" казывает, что это соотношение выполняется, Формула изобретения

Способ шлифбвания плоских поверхностей с образованием регулярного микрорельефа, при котором вращающемуся кругу с торцовой рабочей поверхностью и детали сообщают относительное возвратно-поступательное перемещение вдоль продольной оси симметрии поверхности обрабатываемой детали, ю щ и й

5701

II a

153 целью расширения технологических возможностей за счет образования регулярного микрорельефа с заданной величиной шага, берут круг с расположением зерен по концентрическим кольцам с постоянным для всех колец шагом между соседними зернами, а расстояние между двумя ближайшими зернами соседних колец равно шагу между зернами в пределах кольца, при этом наружный радиус круга R определяют по формуле:

650 . Ъ .в -

H — (----Хг ) т i t(2й )) 2, ЯЬ Хя 50

5 где Ь вЂ” ширина режущей кромки;

Н вЂ” заданная величина шага регулярного микрорельефа( а — ширина обрабатываемой детали °

К - концентрация зерен в рабочем слое

Х вЂ” номинальный размер зерен; н

int(. ..) — целая часть числа.

1535701 айЯ

Составитель И ° Галкин

Редактор М.Товтин Техред М.Дядык Корректор Т.Палий

Заказ 75 Тираж 595 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,1О1

Способ шлифования плоских поверхностей Способ шлифования плоских поверхностей Способ шлифования плоских поверхностей Способ шлифования плоских поверхностей Способ шлифования плоских поверхностей Способ шлифования плоских поверхностей 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области станкостроения, может быть использовано в станках для шлифования направляющих и позволяет снизить металлоемкость станков с неподвижным столом и с портальным подвижным расположением относительно него двух стоек, несущих салазки с поперечиной, на которой установлена инструментальная головка

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано для чистовой обработки плоских поверхностей

Изобретение относится к области обработки деталей резанием и может быть эффективно использовано на финишных операциях плоского шлифования периферией круга

Изобретение относится к области .машиностроения , в частности к устройствам для абразивной обработки изделий, и может быть использовано при обработке листового проката, например, для зачистки заусенцев перфорированной ленты

Изобретение относится к глубинному периферийному шлифованию материалов, предрасположенных к дефектообразованию в виде прижогов и микротрещин
Наверх