Способ полирования абразивно-алмазными лепестковыми кругами с параметрической осцилляцией

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при безразмерной окончательной обработке поверхностей деталей лепестковыми кругами. Для осуществления способа использован лепестковый круг, собранный из лепестков шлифовальной шкурки и установленный под острым углом к плоскости, перпендикулярной оси вращения. Лепестки круга выполнены из двусторонней шлифовальной шкурки в форме эллипса. Малая его ось равна диаметру круга, а большую ось определяют в зависимости от угла его наклона. В результате расширяются технологические возможности за счет обработки двумя торцами лепестков, повышается производительность и качество обработки путем увеличения осевой жесткости круга. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к механической обработке металлов, и может быть использовано при шлифовании и полировании поверхностей деталей при их безразмерной окончательной обработке лепестковыми кругами.

Известен способ абразивной обработки, который осуществляется сборным абразивным инструментом, выполненным в виде пары абразивных кругов, закрепленных под углом друг к другу на общем валу с осевым зазором [1].

Недостатками известного способа являются ограниченность технологических возможностей при декоративной отделке и чистовой обработке фасонных поверхностей, а также трудности в достижении широкого диапазона качества обработанных поверхностей, при этом, обладая минимальной осевой жесткостью и работая только одной стороной периферийной абразивной поверхности, невозможно добиться высокой производительности.

Известен способ чистовой абразивной обработки сборным абразивным инструментом, выполненным в виде пары абразивных кругов, закрепленных под углом друг к другу на общем валу с осевым зазором, причем инструмент снабжен пружиной растяжения, размещенной методу смежными торцами абразивных кругов, которые установлены с возможностью углового поворота [2].

Недостатками известного способа являются:

- минимальная осевая жесткость инструмента, не позволяющая добиться высокой производительности способа;

- работа только одной стороной периферийной абразивной поверхности инструмента, многократно увеличивающая трудоемкость обработки;

- ограниченность технологических возможностей при декоративной отделке и чистовой обработке фасонных поверхностей;

- трудности в достижении широкого диапазона качества обработанных поверхностей.

Все это снижает производительность обработки, качество и ведет к увеличенному расходу инструмента.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей способа за счет обеспечения возможности обработки двумя торцами лепестков инструмента, который установлен под углом к оси вращения, повышение производительности и качества путем увеличения осевой жесткости инструмента благодаря использованию абразивных лепестков в форме эллипса.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемого способа полирования абразивно-алмазными лепестковыми кругами с параметрической осцилляцией, при котором заготовке и лепестковому полировальному кругу сообщают вращательные движения и возвратно-поступательные движения подачи вдоль обрабатываемой поверхности, при этом круг выполнен из лепестков шлифовальной шкурки и установлен под острым углом к плоскости, перпендикулярной оси вращения, причем лепестки выполнены из двусторонней шлифовальной шкурки в форме эллипса, малая ось которого равна диаметру круга, а большая ось зависит от угла наклона круга и определяется по формуле

где b - большая ось эллипса;

D - наружный диаметр круга, установленного под углом к плоскости, перпендикулярной оси вращения;

α - угол наклона круга к плоскости, перпендикулярной оси вращения, который определяется по формуле

В - высота круга.

Кроме того, предварительное полирование осуществляют кругом, который настроен на нулевой угол наклона абразивно-алмазных лепестков и который снабжен косыми шайбами, установленными попарно с каждого торца, при этом угол между торцами косой шайбы вполовину меньше угла установки круга.

На фиг.1 показан круг для реализации предлагаемого способа, настроенный на окончательное чистовое полирование, общий вид; на фиг.2 - круг, настроенный на предварительное полирование, частичный осевой разрез; на фиг.3 - вид по А на фиг.2; на фиг.4 - элемент Б на фиг.1; на фиг.5 - элемент Б через пол-оборота круга относительно фиг.4; на фиг.6 - эллипсовидный лепесток из двусторонней шлифовальной шкурки.

Предлагаемый способ полирования осуществляется абразивно-алмазными лепестковыми кругами 1 с параметрической осцилляцией, при котором заготовке и лепестковому полировальному кругу сообщают вращательные движения и возвратно-поступательные движения подачи вдоль обрабатываемой поверхности. Лепестковый абразивный круг 1 состоит из лепестков 1¹ шлифовальной шкурки и установлен под острым углом α к плоскости, перпендикулярной оси вращения. Круг 1 установлен на шпинделе 2 и закреплен с помощью шайб 3 гайкой 4.

Лепестки 1¹ вырезаны из двусторонней шлифовальной шкурки в форме эллипса, малая ось которого равна диаметру D круга 1 в наклонном положении, а большая ось зависит от угла α наклона круга 1 и определяется по формуле

где b - большая ось эллипса;

D - наружный диаметр круга, установленного под углом к плоскости, перпендикулярной оси вращения;

α - угол наклона круга к плоскости, перпендикулярной оси вращения.

Для установки и плавной регулировки угла наклона круг 1 снабжен косыми шайбами 3, которые установлены попарно с каждого торца круга.

Угол между торцами косой шайбы 3 вполовину меньше угла α установки круга 1.

При сборке и наладке отпускают гайку 4 и путем поворота одной шайбы 3 относительно другой в каждой паре шайб устанавливают угол α наклона круга 1 в пределах от 0° до α_max, где α_max - максимально возможный устанавливаемый угол наклона круга к плоскости, перпендикулярной оси вращения, который определяется экспериментально. Рекомендуется угол α выбирать по формуле

где В - высота круга.

При больших углах наклона круга производительность растет, однако ухудшается качество обрабатываемой поверхности.

При предварительном полировании круг устанавливают под нулевым углом наклона (см. фиг.2). При этом периферийная рабочая поверхность круга приобретает волнистую форму и соответственно профиль в виде круговой волнистой линии.

Высота Δ (фиг.3) волнообразного выступа относительно впадины соответствует наибольшему натягу в процессе работы круга, а длина выступа (равная половине длины наружной рабочей поверхности круга) - наибольшей длине зоны контакта круга с обрабатываемой поверхностью заготовки.

Благодаря волнистой форме рабочей поверхности круга основное силовое воздействие на обрабатываемую поверхность осуществляется частями лепестков, находящимися на волнообразных выступах и имеющими наибольший прогиб (см. фиг.4-5).

В связи со сказанным в процессе предварительного полирования удается снимать большие припуски (например, до 0,3 мм) при применении крупнозернистых абразивных шкурок (зернистостью 16-80) и высоких скоростях резания (15-35 м/с).

Этот процесс фактически является разновидностью шлифования и эффективен для подготовки поверхностей к чистовому полированию и перед металлопокрытием.

Чистовое полирование по предлагаемому способу лепестковым кругом с параметрической осцилляцией (фиг.1) предназначено для снижения параметра шероховатости поверхности (до Ra=0,1...0,8 мкм) без устранения отклонений формы деталей.

Наибольший эффект применения осциллирующего полирования достигается при декоративной отделке и чистовой обработке фасонных поверхностей, например полирование цилиндрических и конических поверхностей, обработка пресс-форм, штампов и др., полирование криволинейных поверхностей автомобильных кузовов, холодильников и др. под окраску.

Полирование по предлагаемому способу данным кругом выполняется в основном по одной схеме резания, которая основана на применении высоких скоростей резания (10...40 м/с), приближающихся к скорости шлифования. Окружная скорость круга при осциллирующем полировании деталей из: стали, никеля и хрома - 20...35 м/с; меди, латуни и бронзы - 16...25 м/с; алюминия, цинка и свинца - 12...20 м/с.

Наиболее применимы для предлагаемого способа круги из шкурки из электрокорунда и карбида кремния на тканевой и бумажной основе зернистостью 8-М40, а также алмазные и эльборовые шкурки зернистостью 12-МЗ на эластичной связке, при этом последние отличаются большой стойкостью.

Для реализации данного способа применимы круги из водостойких алмазно-абразивных шкурок при обработке деталей из стали, чугуна и латуни, а в качестве охлаждающей жидкости используют эмульсию; из неводостойких шкурок - минеральные масла.

Предлагаемый способ полирования лепестковыми кругами с параметрической осцилляцией расширяет технологические возможности за счет обеспечения возможности обработки двумя торцами лепестков, из которых состоят круги, повышает производительность и качество обработки благодаря установке круга под углом к оси вращения, увеличению осевой жесткости и за счет использования абразивных лепестков в форме эллипса.

Источники информации

1. А.с. 689823 СССР, МКИ В 24 D 5/00. Сборный абразивный инструмент, 1977.

2. А.с. 1692824 СССР, МКИ В 24 D 13/00. Сборный абразивный инструмент. А.В.Чемерский и В.Н.Чешев. №4700372/08, заявл. 18.04.89, опубл. 23.11.91. Бюл. №43 - прототип.

1. Способ полирования абразивно-алмазными лепестковыми кругами с параметрической осцилляцией, при котором заготовке и лепестковому полировальному кругу сообщают вращательные движения и возвратно-поступательные движения подачи вдоль обрабатываемой поверхности, отличающийся тем, что круг выполнен из лепестков шлифовальной шкурки и установлен под острым углом к плоскости, перпендикулярной оси вращения, причем лепестки выполнены из двусторонней шлифовальной шкурки в форме эллипса, малая ось которого равна диаметру круга, а большая ось зависит от угла наклона круга и определена по формуле:

b=D/cos α,

где b - большая ось эллипса;

D - наружный диаметр круга, установленного под углом к плоскости, перпендикулярной оси вращения;

α - угол наклона круга к плоскости, перпендикулярной оси вращения, определяемый по формуле α≤arc tg (В/D);

В - высота круга.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют предварительное полирование кругом, настроенным на нулевой угол наклона абразивно-алмазных лепестков.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что он осуществляется кругом, который снабжен косыми шайбами, установленными попарно с каждого торца, при этом угол между торцами косой шайбы вполовину меньше угла установки круга.