Способ обработки криволинейной поверхности деталей, преимущественно дисковых кулачков, матодом копирования
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при шлифовании криволинейной поверхности детали. Цель изобретения - повышение точности поверхности при обработке цилиндрическим шлифовальным кругом за счет уменьшения погре1пности поверхности, появляюшейся при обработке изнон1енным шлифовальным кругом. Деталь обрабатывают цилиндрическим шлифовальным кругом. Она соосно закреплена с копиром, с которым взаимодействует шуп. Деталь при обработке перемешается относительно шлифовального круга и врашается. При сохранении заданных законов вращения и перемешения детали износ круга приводит к искажению криволинейной поверхности, достигающему своего максимального значения при обработке максимального радиуса-вектора. В процессе обработки замеряют разницу между максимальным и минимальным значениями радиуса-вектора криволинейной пoвepxнocтп близкую к максимальной, дета.чь перемещают по траектории, которую сметают в направлении, противоположном направлению перемещения детали, путем переменюния щупа в направлении, параллельном траектории перемещения детали в направлении смещения ее траектории. 8 и.. (О (/ с
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„Я0„„1407767 A 2 (5D4 В 24 В 19!!2
®Сэ„(ЯЩ 9 Щ !
1 13,"
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОЙСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 891359 (21) 4188967/25-08 (22) 29.01.87 (46) 07.07.88. Бюл. № 25 (72) Г. Я. Скоморохов (53) 621.924.6 (088.8) (56) Авторское свилетельство СССР № 891359, кл. В 24 В 19/12, 1975. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ КРИВОЛИНЕЙНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДИСКОВЫХ КУЛАЧКОВ, МЕТОДОМ КОПИРОВАНИЯ (57) Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при шлифовании криволинейной поверхности детали. Цель изобретения — повышение точности поверхности при обработке цилинлрическим шлифовальным кругом за счет уменьшения погрешности поверхности, появляющейся при обработке изношенным шлифовальным кругом. Деталь обрабатывают цилиндрическим шлифовальным кругом.
Она соосно закреплена с копиром, с которым взаимодействует шуп. Деталь при обработке перемещается относительно шлифовального круга и вращается. При сохранении заланных законов вращения и переме|цения летали износ круга приволит к искажению криволинейной поверхности, лостигающему своего максимального значения при обработке максимального ралиуса-вектора. В процессе обработки замеряют разницу межлу максимальным и минимальным значениями радиуса-вектора криволинейной поверхности, близкую к максимальной, леталь перемещают по траектории, которую смещают в направлении, противоположном направлению перемещения летали, пмтем перемещения щупа в направлении, параллельном траектории перемещения детали в í ill/„B,1(нии смещения ее траектории. 8 п.f.
1407767
55!
Изобретение относится к области машиностроения, может быть использовано при шлифовании криволинейной поверхности детали и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 891359.
Цель изобретения — повышение точности поверхности при обработке цилиндрическим шлифовальным кругом за счет уменьшения погрешности поверхности, появляющейся при обработке изношенным шлифовальным кругом.
На фиг. 1 представлена схема обработки детали шлифовальным кругом; на фиг. 2— то же, по мере износа; на фиг. 3 — схема изменения траектории детали; на фиг. 4— вариант обработки по способу, при котором деталь перемешается по круговой траектории; на фиг. 5 — схема определения погрешности при перемещении детали по прямолинейной траектории; на фиг. 6 — то же, при круговой траектории; на фиг. 7 — график, отображающий характер изменения погрешности текущего радиуса-вектора при изменении радиуса шлифовального круга; на фиг. 8 — график сравнения допустимой по грешности поверхности детали при обработ ке по известному и предлагаемому способам.
Способ осуществляют следующим образом.
В исходном положении, соответствующем получению минимального радиуса-вектора
R, = О, 4,, детали 1, обрабатываемой шлифовальным кругом 2 с начальным радиусом Кк, центр Oi деталей и соосно закрепленного с ней копира 3 находится на расстоянии
O F=R»=R +Rr, от центра F круга и на, расстоянии О В от копировального щупа 4., Для данного положения O F 10 В. При, прямолинейном перемещении оси детали ее траектория 0 0>=S, совпадает по направлению с касательной t — t к рабочей поверхности круга в точке Аь Положение оси де тали в точке О соответствует получению максимального радиуса-вектора К =ОгА криволинейной поверхности. Законы, связывающие вращение (ю) детали и перемещение (5-) ее оси по траектории 0 0, рассчитывают для определенного значения радиуса Rr< шлифовального круга и задают с помощью копира 3, взаимодействующего при вращении с копировальным щупом 4.
В процессе обработки деталей происходит износ шлифовального круга с изменением радиуса Як на Яки=Як — ЛЯк (фиг. 2) .
Компенсацию износа AR- круга осуществляют перемещением (сближением) на величину R оси шлифовального круга из точки F в точку F. до получения на криволинейной поверхности детали в точке Ai первоначального размера минимального радиуса-вектора
R . При сохранении заданных законов вращения и перемещения. детали износ ЛРк круга приводит к искажению криволинейной поверхности, достигающему своего максимального значения при обработке максималь5
40 ного радиуса-вектора. Изменение межцентрового расстояния FOg=R г íà FèOz=R 2» между кругом и деталью увеличивает максимальный радиус-вектор R =O A íà R »=
=О А ., а также приводит к его угловому смещению Ау относительно первоначального положения.
При достижении разницы между максимальным и минимальным значениями радиуса-вектора криволинейной поверхности, близкой к максимально допустимой (например, если М=К вЂ” R =BO, где BO — верхнее предельное отклонение подъема профиля), производят параллельный перенос траектории OI02 перемещения оси детали вдоль касательной t i — ti к рабочей поверхности цилиндрического круга в новое ее положение
0 0 путем смешения положения копировального щупа 4 из точки В в точку В (фиг. 3).
Все точки траектории сместятся на величину ЛЯ=ВВ =OiOi=0202, которую целесообразно выбирать из условия сохранения разницы между первоначальными значениями,радиусов-векторов Ri и R, которая легко контролируется по показаниям индикатора в процессе обработки детали.
При обработке криволинейной поверхности детали 1, ось которой перемещается по круговой траектории 0 0 радиусом R(фиг. 4), искажение криволинейной поверхности, вызванное износом Ик круга 2, уменьшается путем сближения осей круга и детали на величину AR и смещения копировального щупа 4 из точки В в точку В . Рычаг 5, несущий копировальный щуп 4, имеет возможность регулирования вокруг точки С и его угловое положение при износе круга изменяют на величину ЛР, что приводит к параллельному переносу всех точек траектории (O Oq=R.P) в новое положение (ОГОг=Яф) на величину АР.
Для проведения сравнительного анализа предлагаемого способа обработки со способом по авт. св. № 891359 рассмотрим более подробно характер изменения погрешностей текущего радиуса-вектора R криволинейной поверхности детали при изменениях размера круга.
Взаимные положения детали и круга (фиг. 5 с номинальным размером радиуса R определяют для расчетных параметров криволинейной поверхности 1-1 детали (R, а, Р— соответственно текущие радиус-вектор, полярный угол, угол подъема и радиус кривизны в точке А), а также для параметров криволинейной поверхности эквидистанты (Rý, (р, аэ), образуемой центром F крута с номинальным аду сом R.
Кэ= R +й„+2РРксоза
<р= р+ а — аэ з1па =Rsinn/Rý, 1dR где 1да= —.
1Ыф
1407767
20
Износ круга AR уменьшает радиус круга до Яки=Як — ЛЯк и образует криволинейную поверхность 11-11, которая будет эквидистантна первоначальному профилю поверхности
1-1. При этом мгновенный центр К кривизны кривой для текущего радиуса-вектора в точке А сохраняет свое положение, а радиус кривизны р=АК возрастает по всему контуру на величину ARк. Простое сближение осей круга и детали на величину AR-, применяемое для компенсации износа круга в обычных способах обработки (в том числе и по авт. св. № 891359) при сохранении законов перемещения детали и круга, приводит к тому, что новые положения центра
F изношенного круга образуют центроиду (с параметрами Ran, 1!., а» ), которая является конхоидой по отношению к первоначальной эквидистанте.
Для рассматриваемого участка криволинейной поверхности малой длины уменьшение радиуса круга не изменяет существенно положения цент а К к ивизны к ивой. Тогда
R,+ ЛИЛ вЂ” 2R.М.соsв! (1ь и = (1ь + 8 „— в
sinn"=lsink/-i!Я,„+е — 2R"H ° l cos
cosa= R«R Яэ
l= R +р — 2Rpcosn
1=т)+6= à rccos((R — pcosn)/е) + а — а. созе =(R. -+ R,)/R-,.
Точка А. контакта искаженной криволинейной поверхности III-III детали (с параметрами R., р, а.) лежит на нормали и.— и, проходящей через центр FH круга и центр К кривизны кривой
Ри=ОАи= Кц+К ц — 2ЯеиДэисоза
sinn.=R" sinn. /R (и = чьи + он з!и! .!.=R-я!па /l.
На криволинейной поверхности 1- 1 можно найти точку А, определяющую первоначальное значение радиуса-вектора путем подстановки аргумента р в заданную функцию криволинейной поверхности, т. е.
Я =ОА„=Д(.).
ГIогрешность криволинейной поверхности, вызванная износом AR. круга, находится как разность радиусов-векторов R u R., т. е.
Л!=Р— R .
Смещение копировального щупа и параллельный перенос всех точек траектории О!О на величину Л5 (фиг. 6) определяет новое исходное положение осей детали и;изношенного круга. При этом величина наименьшего радиуса-вектора Rl определяется п!з форм ле
У
R l ай.— Лй +Л !) - — AS- .
По отношению к первоначальному радиусу-вектору Rl,радиус-вектор Rl, смещен на тол Л5о. э! и Л е (! = Л 5 /R ê H .
Текущие координаты (R,, ц) эквидистанты искаженной криволинейной поверхности находятся из условий
R. =,, (Sl — AS) +(R +Rl)(p =/+ E — е — Ле(ь где cosa =(R +R l)/R
Угол а подъема эквидистанты определяется через известные выражения с использованием интерполяционных формул Стирлинга и метода конечных разностей.
Радиус-вектор R искаженной криволинейной поверхности в точке А находится из выражения
R = I(R, ) +R: — 2Rý 9 сова .
Погрешность обработки Л, вызванная износом круга с последую!цим переносом траектории перемещения оси детали, определится как разность между радиусом-вектором R и его первоначальным значением, т. е.
A =R — R( Количественные величины погрешностей А! и Aq, соответствующие известному способу обработки по авт. св. № 891359 и предлагаемому способу, показывают на примере обработки детали, криволинейный профиль которой описан уравнением К+Р! и в!( где Я=32,89 мм; Rl — — 31,98 мм. Начальный радиус шлифовального круга R =170 мм. Кривые на фиг. 7 отображают характер изменения погрешности текущего радиусавектора R при изменении радиуса R(a КРУГЛ НА 3,5..., 16 мм. Наибольшая погрешность (Л! —— 34 мкм при u6ã.=16 мм) образуется на участке максимального радиуса-вектора Rq (при !р=90 ). В процессе обработки детали необходимо следить за тем, чтобы погрешность Л! не выходила за пределы верхнего отклонения допуска на изготовление профиля (в данном примере 80=35 мкм). Кривая а на фиг. 8 отображает предельно допустимую погрешность криволинейной поверхности детали при AR.=16 мм при обработке по авт. св. ¹ 891359, а кривая о— погрешнос ь Л, образуемую при обработке изношенным кругом после параллельного переноса траектории перемещения оси детали. Максимальный размах искажений обрабатываемой поверхности детали уменьшился более чем в три раза. После введения смещения можно проводить дальнейшее шлифование поверхности до получения на участке максимального радиуса-вектора наибольшего отклонения, близкого по величине к верхнему отклонению (ВО), после чего следует вводить очередное смещен ис копировального щупа и т. д. до тех пор, пок» не будет использовано все поле допуска на изготовление (от верхней границы верхнего отклонения до нижней границы нижнего) . Кроме того, за cчет повышения период;! стойкости Ill.lllôoâàlbHol.о круга и умепыпс1407767 5 ния количества его замен при серийном изготовлении кулачковых деталей повышается производительность труда. Формула изобретения Способ обработки криволинейной поверхности деталей, преимущественно дисковыхкулачков, методом копирования по ав. св. № 891359, отличающийся тем, что, с целью повышения точности поверхности при обработке цилиндрическим шлифовальным кругом, по мере износа последнего замеряют разницу между текущими максимальным и минимальным значениями радиуса-вектора обрабатываемой поверхности и при достижении заданной величины деталь перемещают по траектории, которую смещают на величину, пропорциональную износу шлифовального круга, в направлении, противоположном направлению перемещения детали, путем перемещения щупа по траектории, параллельной траектории перемещения детали в направлении смещения ее траектории. 1407767 1407767! 407767 А„нам ЛО ЩОг. 7 1407767 г 7 г 1 ;>"> <.<>стлвитс,>ь М. (,ол>,ои < Рсл<>ктор, !. Л<>йисв» 1 < рс.< !1. Верес К<>ррс ктор, 1. I I;»;>i(3» к<>в . I >;>((18 I »рл<к t)> 8 I1олнисн<>с I3III II I1111 I <>«ó. «>ð<"> в<. нн» <> коми >стл <.(.СР >«»с >лч из<>ор< тоний и открь» ии 113035, Москва, Ж 33>. Р<>ун>ск; и»;><>. <. I,3 1!рои зло;1стн< HKo-по < » > I» <(>« >< < > < >(ll (и .и>рий и<. . Г. «>к с<>I><>.>, сл. !1()<><. >< > >>;> >>, 
