Способ абразивной обработки кольцевых канавок переменного профиля

 

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к обработке кольцевых канавок переменного профиля. Способ включает врезание вращающегося шлифовального круга на необходимую глубину канавки с последующим сообщением заготовке вращения. Вместе с этим осуществляют поворот круга в плоскости, параллельной оси заготовки, относительно оси, перпендикулярной оси ее вращения. При этом вращение заготовки и поворот круга осуществляют согласованно, а наибольший угол поворота круга за половину оборота заготовки определяют по приведенной зависимости. Использование способа позволяет сократить затраты на технологическую подготовку производства. 5 ил.

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к способам абразивной обработки кольцевых канавок переменного профиля.

Известен способ абразивной обработки кольцевых канавок переменного профиля, реализованный с помощью привода шлифовального круга [1]. Привод содержит установленную с возможностью осцилляции на шейке приводного вала планшайбу с расположенным на ней шлифовальным кругом. Планшайба взаимодействует с механизмом ее осцилляции с изменением угла наклона шлифовального круга к плоскости вращения. Механизм включает установленные с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения в неподвижном диске плунжеры, имеющие ролики, контактирующие с одним торцом планшайбы, и шарики, катящиеся по поверхности профильного кулачка. Последний расположен на торце приводного шкива, получающего вращение от обрабатываемой заготовки через зубчатую ременную передачу. Диск и приводной шкив расположены на неподвижном валу, который смонтирован на стойке соосно с приводным валом планшайбы, взаимодействующей с внутренней сферической поверхностью шайбы приводного вала. Зубчатая ременная передача привода торцового кулачка имеет быстросъемный шкив, который устанавливается на обрабатываемой заготовке, с числом зубьев и наружным диаметром, в два раза меньшим, чем приводной шкив.

Недостатком указанного способа является сложность конструкции и изготовления привода круга, реализующего способ, особенно сферических шайбы, шейки, профильного торцового кулачка и плунжеров, а также большой износ многих сопрягаемых деталей из-за больших инерционных сил, так как для достижения нормальной скорости резания при шлифовании, кругу необходимо сообщать высокую частоту вращения. Например, для круга 100 мм необходима частота n=6690 мин-1.

Заявляемое изобретение решает задачу абразивной обработки кольцевых канавок переменного профиля и уменьшения затрат на технологическую подготовку производства.

Это достигается предлагаемым способом абразивной обработки кольцевых канавок переменного профиля, включающим врезание вращающегося шлифовального круга на необходимую глубину канавки с последующим сообщением заготовке вращения, причем осуществляют поворот круга в плоскости, параллельной оси заготовки, относительно оси, перпендикулярной оси ее вращения, при этом вращение заготовки и поворот круга осуществляют согласованно, а наибольший угол поворота круга за половину оборота заготовки определяют по формуле = arcsin[Bmax/(Dksin)], где Bmax - максимальная ширина канавки; Dk - наружный диаметр шлифовального круга; - центральный угол дуги контакта круга с заготовкой при скрещивании их осей вращения под прямым углом.

На фиг.1 показана установка шлифовального круга в момент начала работы и кинематическая схема привода, реализующего способ; на фиг.2 - вид А на фиг. 1; на фиг.3 - положение шлифовального круга при повороте заготовки на пол-оборота от первоначального установа на фиг.1; на фиг.4 - расчетная схема наибольшего угла поворота круга; на фиг.5 - вид Б на фиг.4.

Способ осуществляют следующим образом.

Обработку ведут при вращении инструмента со скоростью резания. До начала вращения заготовки 1 производят врезание шлифовального круга 2 на необходимую глубину (фиг.1). При этом высота круга берется равной минимальной ширине Bmin обрабатываемой канавки, а радиус закругления периферии круга Rmin - радиусу закругления в сечении канавки минимальной ширины min. Необходимая скорость вращения Vкр шлифовального круга обеспечивается индивидуальным электродвигателем 3, который установлен на кронштейне 4. Ось заготовки 1 и ось 5 круга 2 параллельны.

Затем придают согласованные движения заготовке 1 и кругу 2. За половину оборота заготовки 1 круг 2 вместе с осью 5 и электродвигателем 3 совершает поворот в плоскости, параллельной оси заготовки, относительно оси 6, перпендикулярной оси вращения заготовки, со скоростью S на угол (фиг.5), причем наибольший угол поворота круга 2 определяют по формуле max = arcsin[Bmax/(Dкsin)], где Вmax - максимальная ширина канавки; Dк - наружный диаметр шлифовального круга; - центральный угол дуги контакта круга с заготовкой при скрещивании их осей под прямым углом.

Согласованные движения заготовки 1 и круга 2 могут осуществляться различными механизмами как с электроприводом, так и без него. На фиг.1-3 представлен ручной привод согласованного движения, который состоит из маховичка 7, закрепленного на валу червяка 8, червячной пары: червяк 8 и червячное колес 9, передающие вращение заготовке 1. Червячное колесо 9 установлено на устройстве крепления заготовки, например трехкулачковом самоцентрирующем патроне 10.

На валу червяка 8 с другой стороны от маховичка 7 закреплено коническое колесо 11, входящее в зацепление с коническим колесом 12, причем последнее жестко закреплено на промежуточном валу 13. Далее вращательное движение передается зубчатому шкиву 14, который также жестко закреплен на валу 13, и через зубчатый ремень 15 на зубчатый шкив 16. Шкив 16 установлен на оси 6, соединенной с кронштейном 4. Таким образом, вращение маховичка 7 согласованно передается как заготовке 1, так и кругу 2.

После завершения первой половины оборота заготовки меняют направление вращения маховичка 7 и возвращают заготовку в первоначальное положение, производя тем самым чистовую обработку - "выхаживание". Ось 5 круга 2 вращается в обратном направлении и также занимает первоначальное положение параллельно оси заготовки.

Вторую половину обработки кольцевой канавки с переменным профилем начинают с того же места заготовки как первую: ось заготовки 1 и ось 5 круга 2 параллельны.

За вторую половину оборота заготовки 1 в противоположном направлении, чем при обработке первой половины, круг 2 вместе с осью 5 и электродвигателем 3 также совершает поворот в плоскости, параллельной оси заготовки, относительно оси 6, перпендикулярной оси вращения заготовки, со скоростью S на угол , но при вращении маховичка 7 в обратном направлении. После завершения обработки второй половины канавки меняют направление вращения маховичка 7 и возвращают заготовку 1 и круг 2 в первоначальное положение, завершая тем самым обработку канавки "выхаживанием".

Пример. Производили окончательную обработку шлифованием кольцевой канавки переменного профиля, которая была предварительно прорезана фрезой в виде кольцевой канавки постоянного профиля с оставлением припуска под шлифование. Размеры канавки: минимальный радиус 10 мм, максимальный радиус 62,5 мм, диаметр заготовки 50 мм, минимальная ширина 17 мм, максимальная 47 мм, заготовка из стали 45 ГОСТ 1050-88 незакаленная. Шлифовальный круг ПП 125х20х32; 15А 25Н С1 7 К1 А 35 м/с ГОСТ 2424-83. Охлаждение - сульфофрезол. Определяли наибольший угол поворота шлифовального круга max = arcsin[Bmax/(Dкsin)],
где Вmax=47 мм;
Dк=125 мм;


Обработку осуществляли на токарно-винторезном станке 16К20 с использованием универсально-сборного приспособления и применением некоторых специально изготовленных узлов для реализации предлагаемого способа, которые устанавливали на суппорте.

Предлагаемый способ позволяет интенсифицировать процесс как черновой, так и чистовой обработки и получить кольцевую канавку переменного профиля с одного установа.

Благодаря развороту шлифовального круга с угловой подачей S изменяется угол положения зерен относительно обрабатываемой поверхности, т.е. зерна становятся под разными углами к обрабатываемой поверхности при различном угловом положении инструмента. Это способствует повышению качества обработки, лучшей самозатачиваемости круга.

Улучшается шероховатость поверхности, снижается теплонапряженность процесса, гарантируются бесприжеговость обработки и увеличение производительности в два и более раза.

Источники информации, принятые во внимание
1. Патент РФ 2121423, МКИ В 24 В 47/00, 19/02. Привод шлифовального круга /Степанов Ю.С., Афанасьев Б. И., Гончаров И.И. Заявка 97122188/02, заявл. 30.12.97, опубл. 10.11.98. Бюл. 31 - прототип.


Формула изобретения

Способ абразивной обработки кольцевых канавок переменного профиля, включающий врезание вращающегося шлифовального круга на необходимую глубину канавки с последующим сообщением заготовке вращения, отличающийся тем, что осуществляют поворот круга в плоскости, параллельной оси заготовки, относительно оси, перпендикулярной оси ее вращения, при этом вращение заготовки и поворот круга осуществляют согласованно, а наибольший угол поворота круга за половину оборота заготовки определяют по формуле
= arcsin[Bmax/(Dksin)],
где Bmax - максимальная ширина канавки;
Dk - наружный диаметр шлифовального круга;
- центральный угол дуги контакта круга с заготовкой при скрещивании их осей вращения под прямым углом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к обработке кольцевых канавок переменного профиля дисковым инструментом, например дисковой фрезой, шлифовальным кругом и т.п

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в конструкциях фрезерных, шлифовальных и других станков и приспособлений при обработке кольцевых канавок переменного профиля

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для обработки винтовых поверхностей постоянного шага у изделий с нецилиндрической сердцевиной, например, фассонных зенкеров

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкции шлифовальных станков, предназначенных для бесцентрового шлифования контуров дозирующих кромок шлицевого вала клапана силовой рулевой передачи

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к конструкции шлифовальных станков, предназначенных для бесцентрового шлифования контуров дозирующих кромок шлицевого вала клапана силовой рулевой передачи

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при шлифовании канавок для ввода тел качения в шариковых подшипниках

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано на операциях шлифования торцовых прямоугольных канавок с плоскопараллельными сторонами высокой точности

Изобретение относится к области станкостроения, предназначено для шлифования стружечных канавок инструмента и может быть использовано при серийном изготовлении металлорежущего инструмента, например метчиков

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для шлифования, полирования, фрезерования, например, лопаток авиационных двигателей

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к обработке кольцевых канавок переменного профиля дисковым инструментом, например дисковой фрезой, шлифовальным кругом и т.п

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано при бесцентровом шлифовании поверхностей вращения

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано на операциях бесцентрового шлифования заготовок, обладающих повышенной адгезивной активностью по отношению к шлифовальному кругу

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано на операциях плоского многопроходного шлифования заготовок из адгезионно-активных материалов

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при финишной абразивной обработке винтовых поверхностей точных винтов, например винтов винтовых насосов, из трудношлифуемых материалов методом охватывающего шлифования

Изобретение относится к технологии машиностроения, к обработке абразивным инструментом, в частности шлифовальными кругами, для выполнения операций круглого, наружного и плоского шлифования деталей из материалов, склонных к дефектообразованиям в виде прижогов и микротрещин

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам совмещенной лезвийно-абразивной обработки наружных цилиндрических поверхностей деталей типа валов

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться при механической обработке изделий сложной пространственной формы, например лопаток турбин

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться при механической обработке изделий сложной пространственной формы, например лопаток турбин

Изобретение относится к технологии машиностроения, к глубинному периферийному шлифованию материалов, предрасположенных к дефектообразованию в виде прижогов и микротрещин, и предназначено для осуществления шлифования деталей с регулированием теплового потока, направленного в деталь
Наверх