Способ шлифования цилиндрической детали

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при шлифовании разнообразных цилиндрических деталей. Целью изобретения является повышение эффективности шлифования путем снижения интенсивности износа круга. Кругу 2 сообщают вращательное движение, а детали 1 - вращательное и возвратно-поступательное движение. При этом номинальную глубину шлифования устанавливают меньше предельной толщины среза, а скорость вращения детали - в соответствии с расчетной формулой, в зависимости от радиусов круга и детали, скорости круга и его зернистости, а также номинальной глубины шлифования. 4 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4276762/25-08 (22) 06.07.87 (46) 15.02.90. Бюл. У 6 (71) Специализированный проектный конструкторско-технологический институт по разработке и внедрению автоматизированных систем для оборудования с программным управлением (72) Ф.В.Новиков (53) 621.923.04(088.8) (56) Лурье Г.Б. Прогрессивные методы круглого наружного шлифования. Л.:

Машиностроение, 1984, с. 4-7, рис.1а. (54) СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ

ДЕТАЛИ (5?) Изобретение относится к машиноИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано при шлифовании разнообразных цилиндрических деталей.

Целью изобретения является повышение эффективности шлифования путем : снижения интенсивности износа круга.

На фиг. 1 приведена схема осуществления способа. шлифования; на фиг.2— расчетная схема процесса шлифования для случая, когда t>).P. „; на фиг.3расчетная схема для случая, когда с Б.,„р„,, на фиг. 4 — расположение линии полного съема материала в рабочей поверхности круга для случая и = 2.

На фиг. 1-4 обозначено: 1 — деталь, 2 — круг, 3 — элементарные цилиндрические оболочки припуска," 4— линия полного съема материала, 5— слой шероховатости обработанной по„„SUÄ 3542782 (51)5 В 24 В 1/00//В 24 В 5/00

2 строению и может быть использовано при шлифовании разнообразных цилиндрических деталей. Целью изобретения является повышение эффективности шлифования путем снижения интенсивности износа круга. Кругу 2 сообщают вращательное движение, а детали 1 — вращательное и возвратно-поступательное движение. При этом номинальную глубину шлифования устанавливают меньше предельной толщины среза, а скорость вращения детали — в соответствии с расчетной формулой, в зависимости от радиусов круга и детали, скорости круга и его зернистости, а также номинальной глубины шлифования. 4 ил., Я

1 табл. верхности; 6 — уровень связки круга;

7 — режущие зерна круга.

В данных расчетных схемах шлифования снимаемый припуск представлен пакетом элементарных цилиндрических оболочек, которые при достижении определенной (в зависимости от угла входа оболочки в рабочую поверхность круга) р глубины внедрения в .слой зерен срезаются. Граница полного среза элементарных оболочек зернами круга определяет положение поверхности резания при шлифовании, характеризующей рас- а пределение съема подводимого в зону резания материала вдоль дуги контакта с деталью. В двухмерной системе координат граница завершения диспергирования режущими зернами обрабатываемого материала определяет положение линии полного съема материала—

1542782

1 Г ) t ° 10, м 005 м

ЧА -/60— а И

Э 10 м

0,03 0,04 0,06 0,08 0,18 одной из основных характеристик процесса шлифования.

Форма линии полного сьема материала зависит от соотношения парамет5 ров и Кда„с. В случае, когда t>r Rц„„, (фиг. 2), полный срез элементарныхцилиндрических оболочек происходит в основном в первой половине угла контакта круга с деталью и максимальную глубину внедрения в рабочую поверх? ность круга имеет периферийная оболочка. Форма линии полного съема ма териала в этом случае приближается к прямой, расположенной под определен ным углом к наружной поверхности круга. Чем больше глубина шлифования, тем меньше угол наклона прямой: Соответственно форма единичного среза приНимает запятообразный вид, характери- 20 зующийся неблагоприятными условиями

Ютружкообраэования вследствие низКих значений а /R (где а — текущее

Как следует из приведенной таб„:- -хы., с увеличением глубины шлифования (при соответствующем уменьшения:. -..коости вращения детали 7q )„ энерго;емкость шлифования резко нозра=:òàåò., что подтверждает указанные законе .ер иости шлифования.

| — (ф г 3), О число оболочек, срезаемых в первой и

1второй половинах угла контакта круга с деталью, приблизительно равны, а максимальную глубину внедрения в рабочую поверхность круга имеет промежуточная элементарная оболочка„ Линия полного съема материала в этом случае расположена симметрично относительно плоскости шлифования О„О и единичный срез приобретает сегментообразную форму. Углы входа режущих зерен в обрабатываемый материал, а следовательно, соотношение à, R при этом значительно возрастают, что приводит к улучшению условий стружкообразования, поскольку снижается доля упругопластического деформирования материала и процессов трения в общих энергетических затратах при резании. Это способзначение толщины среза, м; R — радиус режущей кромки зерна, м), что приводит к интенсивному упругопластическо" му деформированию обрабатываемого материала без отделения стружки и преобладающему влиянию при резании процессов трения, ухудшающих качество обрабатываемых поверхностей и повышающих энергоемкость шлифования и износ круга, В таблице приведены экспериментальные значения энергоемкости шлифования (Э), равной отношению мощности шлифования и производительности обработки, в зависимости от глубины шлифования (t) при одинаковой производительности

7 10 мм !мин.

Условия проведения экспериментов: круг — lA1 300х25 АС6 250/200 — ИВ1

1007.) обрабатываемый материал — ВК8 + сталь V = 35 и/с, S = 0,9.

075 О 1 015 03 ствует уменьшению энергоемкости шлифования„ интенсивности тепловыделения в зоне резания и соответственно,повышению качества обработки. Таким образом, переход от запятообразной формы среза к преимущественно сегментообразной форме при одном значении максимальной глубины внедрения обрабатываемого материала в рабочую поверхность круга, т.е. фактической глубине шлифования, позволяет улучшить процесс резания, повысить технико-экономические показатели обработки.

Условием перехода преимущественно запятообразной формы среза в сегментообразную является условие c R, т.е.. сегментообразная форма среза будет иметь место при всех значениях минимальной глубины шлифования, изменяющейся в пределах 0 а t а Rö . В предложенном способе шлифования значение t принимает верхний предел t—

= К . Это свя-ано с тем, что достимакс женйе заданной шероховатости обработанной поверхности К при значениях макс

t < R „требует снижения производительности шлифования и поэтому в кагде Нмакс в p0 s ) p PGJ базовые значения предельной толщины среза, м; прочности режущего зерна, Н; прочности обрабатываемого материала Н/м2 текущие значения проч5 154 честве оптимального значения t принято t - R при котором производительность обработки в случае образования преимущественно сегментообразной формы среза — максимальна.

Для эффективного ведения процесса шлифования в таких условиях необходимо, чтобы фактическая глубина шлифования изменялась в пределах R „ ct (. Нм „,. В противном случае, т.е. при Н„.„, круг будет интенсивно изнашйваться вследствие преждевременного разрушения и выпадения зерен из связки, а также интенсивного контакта образующейся стружки со связкой круга.

Учитывая, что между t u t существует вполне определенная кийематиеская взаимосвязь, установим зависиость, позволяющую по заданному значению t, равному или соизмеримому с параметром шероховатости К„„„„, определить значение t

Для этого воспользуемся известным уравнением, принимая t = К„а„„

=Н „, и = 2 и преобразуя уравнение к виду:

9,,5 2,З 2Я е — 05t — (е, — t) = 0, (1)

tó где г. = — (округляется с избытком

t до целого числа и при указанном соотношении параметров t и принимает значение п = 2) .

Расчет t

Предельная толщина среза Н„ „ при этом устанавливается из зависимости

Р EG3o макс Ú Р о (2) 2782 ности режущего зерна м," прочности обрабатываемого материала, H/ì .

Номинальную глубину шлифования устанавливают из условия

"макс (1,3

Принимая в качестве базового обрабатываемого материала твердый сплав

ВК8, а в качестве базовой прочности режущего зерна 10 Н, расчетно-экспериментальным путем установлено значение Н „„ равное 12 10 м. При этом методе определения параметра Нмакс достаточно знать значения Р и fG).

Скорость детали V*, соответствую20 щая таким условиям шлифования, устанавливается из известной зависимости и преобразуется с учетом и = 2 t =b

-к р Ф

b =Х (1-f) Р= =-+ кр

3 (1-E)

К

200 11 Х2

2S

R д.ет

I к виду

2,5

2 m Чкр t+ т ет 300к Х 4

30.Е

2,5

2 m V t

203.к Хз (1И ет+ 1/R wP ) (3) 35 где m — Объемная концентрация зерЕн, 7о

Х вЂ” зернистость круга, м;

40 Vqp — скорость круга, м/с, YP

R> — соответственно радиусы круга и детали, м; (1 — K) — коэффициент, учитывающий вы45 соту выступания зерен над связкой.

В отличие от известной зависимости для определения скорости детали, в предлагаемом способе аналогичная зависимость содержит в явном виде стандартные характеристики круга—

m, Х, а.также параметр t регламентирующий нагрузку, действующую на зерна круга и соответственно интенсивность их износа в процессе шлифования.

Следовательно, изменение скорости де" тали в соответствии с предложенной зависимостью позволяет, во-первых, снизить износ круга, так как созда1542782

1, л ются благоприятные условия вмещаемосч и стружки в межзеренном пространстВе круга и исключается преобладающее

Преждевременное разрушение и выкраши5 вание из связки режущих зерен, вовторых, обеспечивается требуемая шероховатость отработанной поверхности, .так как номинальная глубина шлифования заведомо принимается равной или соизмеримой с максимальной высотой

° ° кронеровностей обработанной поверхости.

Цилиндрической детали (фиг ° !) со° ° щают возвратно-поступательное пере- 15 щение со скоростью S „ и вращательое движение со скоростью Vp,e, опред!еляемой зависимостью (3). Шлифовальн иЪ круг 2 установлен периферией параллельно оси цилиндрической детали 1 20

Ц вращается со скоростью V„ . Номин льная глубина шлифования устанавливается равной или соизмеримой с ксимальной высотой микронеровностей обработанной поверхности а фактичес- 25

Р кая глубина шлифования определяется из уравнения (1) при условии R

4 Нмакс

Пример. Производится обработк а цилиндрической детали: из твердого 30 пава ВК8 радиу м Rpе- =- 0 05 м коу— гом 13.1 300х25 АС15 160/125-1007.-Е;

Требуемая шерохогатсс гь обработки

R, « =. (7,5-i".,5) !!Г -, „ 1

Пре:дельная ° толщин=.. среза Н», с для 35 нной пары обрабатываемого материаи характеристики кругz.." соо:.веттвии с зависимостью (2) равна

14 ° 10 м. Принимая номинальную глубину шлифования t p авион 0 0 м 9 40 з уравнения (1) устанавливается

Фактическая 13+гбина дцтифования и оторая равна 12,9 10 и. Следова !ельно„ !, < Нщ „ и нагрузка, действующая на зерна круга, не превышает

Предельное значение.

Принимая в качестве исходных данных для расчета скорости детали следующие значения параметров: m = 100, Х =

=140 10 6м; V к =30 м/с; кр =О, 15 м; К4е =

=0,05 м; Р =26,7 1/M;t =12,8 ° 10 м, t =б

10 10 м, по зависимости (3) устанавливается Ч е -.

V » = О, 149 м/с = 8, 92 м/мин.

Таким образом, применение установленных параметров режима шлифования: — 10 10 м и Ч щ- = 8,9? м/мин позволит производить обработку с преобладающей сегментообразной формой срезов..

Формула изобретения

Способ шлифования цилиндрической детали, при котором устанавливают номинальную глубину шлифования, а детали сообщают вращательное и возвратно-поступательное движение относительно вращающегося шлифовального круга, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности шлифования путем снижения интенсивности износа круга, номинальную глубину шлифования выбирают из условия

Н макс а скорость вращения детали

1 у определяют по формуле

-)2 ш V !; з

Ае л — 1 1 ов

203и ° Х (— -- + — — )

1,ьет 1 кр где t — номинальная глубина шлифования, м; ш — объемная концентрация зерен, Х вЂ” зернистость круга, м, V qt — скорость круга, м/с, R@„уR << соответственно радиусы детали и круга, м:

Нмс,кс — предельная толщина среза,м.

1542782 фиа2

РАЗ

Составитель А.Шутов

Редактор М.Бандура Техред Л.Сердюкова Корректор А.0бру ар

Заказ 370 Тираж 609 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101