Способ обработки прямых кольцевых канавок

 

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРЯМЫХ КОЛЬЦЕВЫХ КАНАВОК торцом инструмента, при котором обрабатываемую заготовку и инстрзмент вращают вокруг своих осей перекрещипающ11хся под углом а инструмент перемещают по касательной к обрабатываемой поверхности, отличающийся тем, что, с цепью повышения точности обработки, . инструмент перемещают возвратнопоступательно в пределах от исходного положения, когда пересекаются оси вращения инструмента и заготовки. до положения, когда контакт инструмента и заготопки переходит в точку со скоростью, определяемой по зависимости п,, Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (!!) (S1)4 В 24 В

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ч = и а(Зш+ 2) Ь= — R

3 б.б

Фис f

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И („ ОТКРЫТИЙ

H ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3674229/25-08 (22) 04. 11.83 (46) 15. 11.85. Бнл. У 42 (71) Сумский филиал Харьковского ор-. . дена Ленина политехнического института им, В.И.Ленина (72) B. Г. Евтухов, В. H. Овчаренко, А.И.Акилов и Л.А.Романенко (53) 621.923. 1 (088.8) (56) Авторское свидетельство. СССР

Ф 904999, кл. В 24 В 1/00, 1979. (54) (57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРЯМ ЫХ

КОЛЬЦЕВЫХ КАНАВОК торцом инструмента, при котором обрабатываемую заготовку и инструмент вращают вокруг своих осей, перекрещивающихся под углом 90, а инструмент перемещают по касательной к обрабатываемой поверхности,. отличающийся тем, что, с целью повышения точности обработки, инструмент перемещают возвратнопоступательно в пределах от исходного положения, когда пересекаются оси вращения инструмента и заготовки, до положения, когда контакт инструмента и заготовки переходит в точку со скоростью, определяемой по зависимссти где V — скорость возвратно-поступа9 тельного движения подачи инструме нта, мм/1пп ;

n — частота вращения заготовки, об/мин;

h. — ширина режущей кромки инструмента, мм, m — коэффициент перекрытия пятен контакта, при этом обработку ведут торцом цилиндрического плифовального круга, внешний диаметр которого соответствует длине канавки, а ширина его режущей кромки где К вЂ” радиус шлифовального круга.

1191261

Изобретение относится к финишной обработке торцом шлифовального круга цилиндрических поверхностей, ограниченных буртами, например шеек коленчатых валов, и может быть ис- 5 пользовано в металлообрабатывающей и станкоинструментальной промышленности е

Цель изобретения .— повышение точности обработки путем равномернога 1Р съема металла, что приводит к уменьшению погрешностей геометрической формы обрабатываемой поверхности.

На фиг. 1 и 2 представлена схема обработки шейки вала в двух проек- 15 цнях с разрезами Б-В и А-Л соответственно на фиг. 3-6 . — различные. варианты пятен контакта и их перекрытий на развертках обрабатываемых поверхностей заготовки, на фиг.. 7 — 20 расчетная схeма по определению ско рости подачи шлифовального круга.

Согласно предлагаемому способу обрабатываемой заготовке 1 и инструменту 2 (фиг.1) сообщают вращения 25 вокруг своих осей, перекрещивающихся под углом 90, с частотами п и пк соответственно. При этом цилиндрический шлифовальный круг получает еще и возвратно-поступательное дви- Зр жение подачи S по касательной к обрабатываемой заготовке из исходного положения I в положение II u назад. Исходное положение определяется пересечением осей .вращения заготовки и круга, т. е. когда круг с диаметром D< полностью захватывает длину обрабатываемой шейки нала 1„„ .

В случае отсутствия подачи S круг обрабатывает на заготовке только !р две полосы у буртов с шириной, соответствующей ширине режущих кромок (стенок) круга. А (фиг.2). Контакт инструмента с заготовкой определяется по линиям А!-А и А -Л„. При сообщении инструменту подачи S линии контакта круга с заготовкой, по мере его подъема, сходятся в точку, подача выше которой уже прекращает контакт (точка А на круге и А — 5р

У 5 на заготовке).

lIa фиг. 3 представлена разверт-. ка пятен контакта для описанного случая. Точка А соответствует точкам В., В и т.д. Очевидно, что 55 движение подачи круга за пределы его радиуса, когда происходит разрыв пятен контакта, нецелесообразно. С другой стороны, ограничение движения подачи S в предепах, меньших, чем расстояние, проходимое кругом до половины его диаметра, также нецелесообразно в связи с малой длиной пятен контакта в центре заготовки. По фиг.4 видно, что длина участка С !С > меньше 8, 8> при равной длине необработанной части В В и СдС+. В дальнейшем, из-за необходимости обработать участки между точками 8> и В и С и С < за счет наложения на- них участков пятен контакта В, Вэ и С, С э соответственно, во втором случае надо делать больше оборотов детали или быстрее подачу

S (так как участок С!Сэ короче В,Вз), что нежелательно из-за многократного сложения пят!!эн контакта в районе буртов, приводящих к лишнему съему металла и образованию бочкообразности. Поэтому наиболее целесообразно движение круга в пределах от исходного положения, когда оси вращения инструмента и заготовКи пересекаются, на расстояние, когда линия контакта между ними переходит в точку.

Рассмотрим возможность равномерного перекрытия развертки обрабатываемой .заготовки пятнами контакта ее с кругом, что зависит от отношения частоты вращения заготовки п и скорости возвратно-поступательного движения подачи инструмента V а также от его размеров и определяет равномернь!й съем металла, а значит и высокую точность обработки.

На фиг. 5 представлены пятна контакта, когда перекрытие центральных (ранее необработанных) участков .

8>B+ наступает после двух последующих оборотов заготовки (всего уже сделано три оборота заготовки), так как отношение длин ВзВ!! к В Вз равно двум. В свою очередь, полное перекрытие обрабатываемой поверхности (вдоль образующей заготовки) наступает после четырех оборотов, после чего уже начинается повторное наложение пятен контактов. На фиг. 5 первая серия пятен контактов (после одного оборота заготовки) показана сплошными линиями 3 и 3 и наклонной слева направо при движении вверх штриховкой. После второго оборота наложены пятна контакта, изображенные штриховыми прерывистыми линиями

4 и 4 и заштрихованные в обратном !

На,фиг. 6 представлено для указанного случая перекрытие пятен контакта. Здесь в центральной части развертки везде двойное перекрытие пятен после трех оборотов заготовки.

И лишь на участке К, К, К вЂ” одинарное перекрытие. Это наиболее приемлемое перекрытие пятен, приводящее к изготовлению деталей с.мини10 мальной погрешностью формы..

Наложение пятен контактов (фиг.7)

Так как шлифовальный круг поднимается вверх (вниз) на высоту R co средней скоростью Ч, то затрачивае15 мое на это время

91261

= R/V .

После четвертого оборота заготов2 ки перекрытие пятен контакта частично выравнивается. Здесь уже участки

6 г и и» 3 8 два раза. В то х<е время участки

D D,P> получили однократную обработг

1<У, Гг ПгРЗ ВЬ вЂ” трехкратную»

Ил Рг Иг Вл<> — четыРехкратную 8 Реэуль тате — пять неравномерный съем ме.талла, приводящий к образованию погрешности формы. Дальнейшее увеличение числа оборотов (времени обработки) еще больше искажает карти,ну наложения пятен контактов, снижает точность обработки. Таким образом, чем больше разница между длиучас лKoH ВгВ> и Б Вл- (фиг 3)» тем больше надо совершать оборотов детали для перекрытия центральных. участков, что, в свою очередь, ведет к большему в то же количество раз искажению перекрытий пятен контакта, а значит и к большей погрешности формы. Наложение пятен контакта на развертке заготовки идет со сдвигом пятен на величину В4В » чтобы не быпо повторной накладки пятен друг на друга.

После сокращения и * 3(Я-Ь), 2 ь — R

40

3 11 направлении. Третья серия пятен обо- значена линиями в виде точек 5 и 5

/ с вертикальной штриховкой, а четвертая — штрих-пунктирными-линиями 6 и

6 с горизонтальной штриховкой . Перекрытие центральных участков по длине B B4 наступает после трех оборотов .детали. Но при этом наблюдается неравномерное (одинарнбе и двойное) наложение пятен контакта на участках В В и В4Б В6. Кроме того, есть. участки у буртов заготовки типа 1> 0 D> которые вообще не об1 2 рабатывались, и средние участки (по длине образующей) типа F Г D D u

D 1 F D>, которые обрабатывались г 3 4 лишь одйн раз, в то время как участки типа Г D Г Вб уже обрабатывались г» 6 дважды. Такое неравномерное перекрытие пятен контактов на развертке обрабатываемой заготовки приводит к неравномерному съему металла и,образованию огранки и вол плстостц.

За этот же промежуток времени коленчатый вал, а точнее точка на поверхности его шейки совершает путь (по развсртке): . о " 1п <, R/V„, Тогда путь для внутренней точки шлифовального круга на развертке

R-д" <н "41 "З

Учитывая, что

Е,Е /3 ол ол > получают п

Следующим условием равномерности перекрытия пятен контакта, является их рациональное смещение друг относительно друга. Для этого, например, на развертке длиной л d> должно укладываться (m+2/3) пятен контактов (где m - любое целое число уложенных пятен, определяемое из конструктивных возможностей механизма подачи, т.е. возможности обеспечения требуемой скорости подачи V для данного числа оборотов заготовки n )..

Так как длина одного пятна контакта

55 то

1 » Э

Дальнейший анализ пятен контакта показал, что наиболее приемлем вариант обработки, когда внутренняя часть пятен ВгВ4 соответствует 1/р общей длины В В (фиг.3).

1191261 т,е.

L„(w+2/. ).,J.1О

l иа 2

Учитывая, что на развертке длиною «d должно помещаться (m+2/3) пятен контактов, определяют отношения скоростей подачи инструмента Ч и вращения заготовки и

Таким образом, последнее .выражение определяет условие взаимодействия скоростей движения инструмента и заготовки, обеспечивающих рациональное gp перекрытие пятен контакта, а значит равномерный съем металла и высокую точность геометрической формы обрабатываемых заготовок.

Способ можно реализовать в виде простого устройства, обеспечивающего указанные движения инструменту, устанавливаемого в резцедержателе токарно-винторезного станка, в патроне которого закрепляется обрабатываемая заготовка.

Предлагаемый, способ опробован в лабораторных условиях. При обработке шейки вала диаметром d = 200 мм, длиной ц = 150 мм, при окружности скорости вращения круга 23 м/с, частоте вращения вала n = 10 об/мин, Л = 50 мм, m = 3 и скорости подачи круга Ч = 5,5 м/мин погрешность геометрической формы вала не превышала 0,02 мм.

1191261

ФыГ 4. ф . 5 5 с .3

1191261

Составитель А.Шутов

Техред M,Ãeðãåëü ., Корректор. M.Иаксимишинец

Редактор Л.Пчелинская

Заказ 7062/13 Тираж 768 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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