Способ бескопирного шлифования фасонных поверхностей

 

!

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1742111 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (51)М. Кл.

В 24 В 5/16 (22) Заявлено 190776 (21) 2386831/25-08 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по дедам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 250680. Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 25.06.80 (53) УДК 621.924.24 (088.8) (72) Автор. изобретения

Ю.Я.Фельдман (71) Заявитель (54) СПОСОБ БЕСКОПИРНОГО ШЛИФОВАНИЯ

ФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Изобретение относится к механической обработке крупногабаритных фасонных тел вращения абразивным инструментом.

Известен бескопирный строчечный способ шлифования фасонных поверхностей, при котором абразивный инструмент устанавливают на шпиндель, жестко закрепленный к шарнирно подвешенному рычагу, который имеет воэможность0 поворачиваться на оси шарнирного подвеча в плоскости вращения инструмента, за счет чего происходит копирование обрабатываемого фасонного профиля изделия. Принудительно переме- 15 щая вдоль криволинейной образующей шарнирный подвес рычага шлифовальной головки и прижимая внешней силой к обрабатываемой поверхности абразивный инструмент, достигают такого 20 положения, при котором последний сошлифовывает слой металла и копирует исходный профиль изделия. Гри одновременном движении изделия относительно шарнирно подвешенного абразив- 25 ного инструмента и перемещении последнего вдоль образующей .производится шлифование по строкам, соприкасающимся между собой определенным образом (1J . 30

Известное устройство с маятниковой (шарнирно подвешенной ) шлифовальной головкой, работая на принципе бескопирного способа, обеспечивает механизацию процесса шлифования и полирования фасонных поверхностей, при этом абразивный инструмент вращают в одном направлении на любом участке обрабатываемой поверхности.

Недостаток этого способа заключается в том, что при большом диапазоне изменения углов наклона образующей обрабатываемого проФиля даже при постоянном усилии прижима инструмента ,изменяется радиальная составляющая силы резания. В результате изменяется толщина снймаемого слоя металла, шероховатость поверхности и точность обработки.

Известен также способ бесконирного шлифования Фасонных поверхностей, при котором связь между раднальной составляющей силы резания Р, усилием прижима шлифовальной головки Р„ углом наклона р, образующей иэделия в точке контакта с инструментом и наклона рычага шлифовальной головки Ч описывается зависимостью (2) р Риаз м

У (742111 где. 8 — угол наклона профиля образующей иэделия в точке контакта с инструментом, образованный между вертикалью и касательной, проведенной к этой точке; коэффициент шлифования.

Усилие прижима Ркр определяется из рассмотрения моментов сил веса головки Q,,веса инструмента P и величины противовеса F относительно оси шарнирного подвеса рычага. . Знак "+" берется при вращении инструмента против часовой стрелки, "-" — по часовой стрелке.

Иэ приведенной зависимости следует, что с, изменением угла наклона профиля б, особенно в большом диапазоне, величина Р„ может изменяться в значительных пределах. Это приводит к соответс-.вующему изменению толщины снимаемого слоя металла и, следовательно, к ухудшению качества обработки.

Цель изобретения — повышение точности и чистоты обработки, повышение производительности.

Поставленная цель достигается тем,что процесс шлифования на участке поверхности с углами наклона образующей профиля большими 45О производят при направлении вр щения инструмента против часовой стрелки, а на участках с углами наклона образующей профиля меньшими 45Π— при направлении по часовой стрелке, при этом научастке образующей, углы наклона в котором равны 45О, прерывают контакт инструмента и производят реверс направления его вращения, а угол наклона рычага шлифовальной головки поддерживают постоянным и равным 45О.

На фиг.1 изображена схема бескопирного строчечного шлифования внутренней.поверхности фасонного тела вращения (эллиптического днища); на фиг ° 2 — схема образования строк при бескопирном шлифовании эллиптического днища; на фиг.3 — графики изменения радиальной составляющей

Р силы резания в зависимости от угла р наклона обрабатываемого профиля и,угла М наклона рычага шлифовальной головки при различных направлениях вращения абразивного инструмента.

Пуи бескопирном способе шлиФования внутренней поверхности эллиптических или сферических днищ.по строкам угол наклона профиля образу.ющей днища изменяется в пределах от 0 до 90 (фиг. 1 и 2) .

Сплошные линии (кривые 1-4) соот" ветствуют направлению вращения инструмента против часовой стрелки, пунктирные линии (кривые 5-8)направлению вращения по часовой стрелке (фиг.3) при этом величина

Ру радиальной составляющей силы резания при изменении угла в пределах от 0 до 90О колеблется в широких пределах. Однако, если производить шлифование с реверсированием направления вращения инструмента в определенной точке наклона криволинейной образующей, то можно в значительной степени нивелировать колебания величины Р„

При угле наклона рычага шлифовальной головки, равном 45, и ревер-. о сирования направления вращения инструмента в точке наклона образующей при р =45 значение Р колеблется в о пределах й5,6% от среднего значения (кривые 2 и 7), при этом значения величины Ру в точках образующей при

Р =0 и =90 равны. При других значениях углов Ч (кривые 1 и 8, 3 и 6,4

И и 5) колебания величины Ру с реверсом вращения инструмента в соответстsy Hx точках (р =30 Р =40 Р =50о наклона профиля образующей дают большие отклонения Р от среднего

Я значения.

Следовательно, при шлифовании с реверсом вращенця инструмента угол

М наклона. рычага шлифовальной головки, равный 45О, является оптимальным.

ЗО Таким образом, если при угле наклона рычага шлифовальной головки

9 =45о шлифовать участки фасонной поверхноСти с углами наклона образующей в интервале 0 C p < <45 с направлением вращения инструмента по часовой стрелке, а участок поверхности с углами 45 < (3 4 90 с направлением против часовой стрелки, то колебания среднего значения величины Ру не превышают + 5,6Ъ, что для практики несущественно и можно считать Ру = const.

Это касается фасонных поверхностей, имекщих монотонно изменяющийся угол наклона профиля в интервале от

Оо до 90, т.е. диапазон. изменения угла б равен

p,-P„= 90, где a — угол наклона в начальной г4 точке проФиля обраэулцей; — угол уаклона в конечной точке профиля обраэукщей.

При обработке поверхностей с меньшиМ диапазоном изменения углов наклона профиля образующей анализ графиков (фиг.3) показывает, что каждому углу g наклона рычага шлифовальной головки при том или ином направлении вращения инструмента соответствует определенный интервал значения углов при которых изменение величины

Ру минимальное. Так, например, задав допустимое изменение силы Р„ в пределах 103, из графиков (фиг.3) можно видеть, что этим условиям соответст742111 нуют примерно следующие интервалы значений углов В

При Направление вращения инструмента по часовой против часовой стрелке стрелки

30 0 < 30 30 (< 65о

0 (Р (45 40 ((85

0о((52 38осР 90

50 10о<(3 50 50 <Р(90

Из этих результатов следует, что для угла наклона рычага шлифовальной головки Ч =45 в зависимости от направления вращения инструмента имеется два интервала значения углов при которых Ру изменяется не более 10%. Диапазой этих интервалов равен 90о- 38 = 52О, 52-0 = 52с.

Для других значений углов ч" наклона рычага шлифовальной головки (9=30о, Ч =40",ч =.5У) диапазоны соответствующих интервалов углов значитЕльно меньше (в 1,15-1,7 раза).

Поэтому обработку поверхностей, имеиицих, углы наклона профиля образующей в интервалах 0 — 52 или 38 — 90 о целесообразно производить при угле

Ч = 45 6еа реверса вращения инстру мента. При этом направление вращения ,инструмента выбирают в зависимости от величины интервала углов В прн

0 (p(52. вращение выбирают.по часовой стрелке, при 38 < p (90о — против. 35

Если углы наклона профиля образующей иэделия не укладываются в указанные интервалы, например 20 4(3 < 70, необходим реверс вращения инструмента. Щ

Учитывая, что при ч" =45 интернао лы 0 — 52 и 38с- 90 частично пере- крывают друг друга в диапазоне изменения углов и -38 — 52, реверс производят на участке образующей, име- д5 ющей углы наклона, равные 45 .

Изобретение целесообразно использовать при бескопирном шлифовании крупногабаритных фасонных поверхностей, имеющих монотонно изменяющиеся углы наклона профиля образующей н общем случае от Оодо 90с.

В частных случаях, если монотонно.изменяющиеся углы наклона н начале и конце профиля образующей лежат н интервале 0 <р< 90, возможны дна случая: углы наклона н начале сбразуницей имеют значения 0 < <38, а н конце

5 2 (р(9 0 углы наклона в начале и конце образующей имеют значения 00(< 52 о или 38о(< 90О

В первом случае следует производить реверс вращения инструмента на участке образующей с углами на- 65 клона р =45o, но втором — реверс не нужен, нс необходимо выбрать соответствующее направление нращения инструмента.

Методика настройки процесса шлифования фасонных поверхностей сводится к следующему: по заданному значению Р> определяют настроечную величину радиального усилия резания P p =Py (1-0,056) из вышеприведенной зависимости определяют необходимое усилие прижима Pqpинструмента к обрабатываемой поверхности при Р„=Р, g = 45

-о =0 и направлении вращения инструмента по часовой стрелке (в знаменателе знак "-" или р =90 (в знаменателе знак "+").

Таким образом, сущность способа шлифования крупногабаритных,фасонных поверхностей с широким диапазоном изменения углов наклона проФиля, например, эллиптических или сферических днищ химических аппаратов сводится к следующим переходам (приемам): абразивный инструмент, установленНый на шарнирно подвешенную шлифовальную головку, прижимают с необходимой, наперед заданной силой Р„.р к обрабатываемой поверхности в исходной точке (в центре днища), а угол наклона рычага шлифснальной головки о к вертикали устанавливают равным 45; сообщают вращение инструменту в определенном направлении; изделие приьодят но вращение; принудитель:o перемещают шарнирный поднес со шлифональной головкой вдоль образующей от центра изделия к периферии сс строки на строку, поддерживая постоянным угол наклона рычага голонки, н результате чего абразивный инструмент, копируя исходный профиль изделия, производит шлиФование поверхности, сннмая слой металла; в момент положения инструмейта на участке образующей, углы наклона н котором равны 45, его приподнимают и производят реверс направления вращения, после чего опять опускают Ia обрабатываемую поверхность и продолжают шлифснание. Чтобы но время реверса инструмента -:а обрабатываемой Iloверхности не осталось непрошлифованного участка на это время одьювременно выключают Подачу перемещения шарнирного поднеса вдоль образующей и включают ее после того, как инструмент пройдет полностью всю строку, с которой он был приподнят.

В результате реверса инструмента в определенной точке и поддержания в процессе шлифования постоянного угла наклона шлифснальнсй головки, радиальная ссстанляющая силы резания будет практически постоянная Ilo величине, что обеспечивает повышение чистоты и точности обработки.

742111

В результате реализации изобретения, особенно при шлифовании днищ из биметалла, когда коррозионностойкий слой имеет небольшие величины, порядка 1-2 мм, равномерный съем минимального слоя металла по толщине повышает долговечность работы аппаратов на 10ЗОВ. С другой стороны этот способ обеспечивает равномерную шероховатость по всей поверхности шлифовального днища, что повышает качество и коррозийную стойкость изделия. При этом отпадает необходимость в ручной дошлифовке мест, имеющих чистоту ниже требуемой техническими условиями, .т.е. повышает производительность труда. .15

Формула изобретения

Способ бескопирного шлифования фасонных поверхностей, имеющих боль- 20 шой диапазон изменения углов наклона образующей профиля, при котором .шлифовальный инструмент, установленный на шпиндель шлифовальной головки с шарнирно подвешенным рычагом, при- 25 жимают к обрабатываемой поверхности, а шарнирный подвес рычага перемещают вдоль криволинейной образующей изделия со строки на строку, о т л и ч а ю щ.и и с я тем, что, с целью повышения точности и чистоты обработки, а также повышения производительности, шлифовальный инструмент на участке обрабатываемой поверхности с углами наклона образующей профиля большими 45",вращают против часовой стрелки, а на участках с углами наклона образующей профиля менее 45 — по часовой стрелке, при этом на участке профлля с углами наклона образующей равными 45 контакт инструмента с иэделием прерывают, одновременно прекратив подачу шарнирного подвеса, и производят реверсирование направления его вращения, а процесс обработки продолжают в том же направлении подачи шарнирного подвеса, при этом угол наклона рычага- выдерживают постоянным и равным 45 .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ГДР Р 29515, кл.б7а29, 1962.

2. Борисович B.Ã. К вопросу проектирования кулисных механизмов ленточно-шлифовальных станков. Известия

ВУЗов, "Машиностроение", 1971, 9 10.

742111

Фи2 2 ао и во g

Составитель B. Каражас

Редактор В. Зарванская Техред Я.Бирчак Корректор А. Гриценко

Заказ 3567 /4 Тираж 943 Подписное

UHHHIIH Государ"твенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4