Способ шлифования кругом из синтетических сверхтвердых материалов

 

Изобретение относится к машино 2 строению и может быть использовано при алмазно-абразивной обработке различных цилиндрических деталей. Целью изобретения является повышение производительности обработки при одновременном снижении износа круга путем значительного уменьшения глубины шлифования. Кругу 6 из синтетических сверхтвердых материалов сообщают вращение со скоростью VKA, a цилиндрической детали 5 - вращение со скоростью Чети продольную подачу пр - VAer и ор определяют по приведенным в описании расчетным формулам в зависимости от диаметра детали, глубины шлифования и фактической толщины среза. 3 табл., 3 ил. с Ј

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СН

РЕСПУБЛИК (S>)S В 24 В 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЙМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 444665i /08 (22) 11.04.88 (46) 30.04.91. Бюл. Р 16 (7t) Специализированный проектный конструкторско-технологический институт по разработке и внедрению автоматизированных систем для оборудования с программным управлением (72) Ф.B.Hîâèêoâ, F..И.Суворов, А.А.Якимов и Г.В.Новиков (53) 621.924. 1(()88.8) (56) Захаренко И.П. Алмазные инструменты и процессы обработки. Киев:

Техника, 1980, с.87, (54) СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ КРУГОМ ИЗ СИНТЕТИЧЕСКИХ СВЕРХТВЕРДНХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к машино„„SU„„1645104 А 1 строению и может быть использовано при алмазно-абразивной обработке различных цилиндрических деталей.

Целью изобретения является повышение производительности обработки при одновременном снижении износа круга путем значительного уменьшения глубины шлифования. Кругу б из синтетических сверхтвердые материалов сообщают вращение со скоростью Vgp a цилиндрической детали 5 — гращение со скоростью и продольную подачу

S д . Vp „ и S„ определяют по приведенным в описании расчетным формулам в зависимости от диаметра детали, глубины шлифования и фактической толщины среза. 3 табл., 3 ил.

5104

164

Изобретение относится к машино1 строению и может быть использовано при алмазно-абразивной обработке различных цилиндрических деталей.

Цель изобретения — повышение производительности обработки при одновременном снижении износа круга путем значительного уменьшения глубины шлифования, приходящейся на один оборот детали, и суммарной мгновенной площади среза всеми зернами, находящимися одновременно в контакте с обрабатываемым материалом.

На фиг. 1 показана схема обработки, на фиг. 2 — расчетная схема шлифования для случая, когда глубина шлифования, приходящаяся на оборот детали, значительно выше максимальной глубины внедрения металла в рабо" чую говерхность круга; »а фиг, 3— расчетная схизма для случая, когда глубина шлифования, приходящаяся на один оборот детали t, меньше максимальной глубины внедрения металла в рабочую поверхность круга

На фиг.1-3 обозначены осевая плоскость 1 шлифования, соединяющая центры круга и детали, линия 2 полного. съема металла, уровень 3 вершин мак" симально выступающих зерен над связкой круга, элементарные оболочки 4, которыми условно представлен снимаемый припуск, обрабатываемая деталь 5.

В данной расчетной схеме шлифования снимаемый припуск представлен пакетом элементарных цилиндрических оболочек, что весьма удобно при анализе процесса шлифования. Исходя из приведенной схемы шлифования, соотношение параметров t и t> оказывает существенное влияйие на закономерности съема металла и формообразование поверхностей при шлифовании. В случае когда t и > t, т.е. для первого случая, срез оболочек происхо дит эа один оборот детали. Максималь.ную глубину внедрения в рабочую поверхность круга имеет периферийная оболочка. Все оболочки, расположенные ближе к центру детали, срезаются зернами круга при меньшей глубине их внедрения в рабочую поверхность круга, что обусловлено различными углами входа оболочек в рабочую поверхность круга. Чем.больше угGII входа, тем больше параметр Г,,и наобо.рот. Незначительная часть оболочек при такой схеме шлифования не успевает срезаться зернами круга за один оборот детали и поэтому они форми" руют слой шероховатости обработанной поверхности, который полностью удаляется при втором обороте детали.

В случае, когда t> c, закономерности среза оболочек принципиально изменяются. Полный срез оболочек происходит в результате большого числа контактов их с режущими зернами, т.е. полный срез фиксированной оболочки

15 происходит через определенное число оборотов детали, определяемое соотношением, /t>, Максимальную глуби» ну внедрения в рабочую .поверхность круга в этом случае имеет не перифе20 рийная, а промежуточная оболочка. Линия полного съема металла,, определяющая границу полного среза оболочек, что соответствует границе -завершения диспергирования режущими зернами металла, подводимого в зону .Л резания, становится симметричной относительно осевой плоскости шлифования, соединяющей центры круга и цилиндрической детали. Съем припу„ ска по такой схеме шлифования имеет ряд особенностей, выгодно отличающих ее от схемы шлифования с t > >) Й

Зто связано прежде всего с изменением условий работы зерен. Единичный срез происходит не по "свеже3> му металлу",. а ао ранее образованной "канавке", что приводит к сни" жению площади единичного среза и соответственно уменьшению нагрузки, действующей на зерно, и износа кру40 га в целом. При "этом эффект снижения износа зерен имеет место без уменьшения производительности шли фования, поскольку.абъеи Иетйлла, 4> снимаемый отдельньи зерном, остает" ся прежним, происходит лиц1ь перераспределение соотношения между длиной среза и площадью поперечного среза - последний параметр уменьша50 e cH, a первый пропорционально растает. Об этом свидетельствуют результаты, приведенные в табл.1-3, согласно которым при заданной максимальной глубине внедрения металла рабочую поверхность круга t npo дольная подача Sup* а едоватьно» и производительность шлифования Я, остаются неизменньяи независимо от соотношения скорости детали Vpq» и

45104 сн В

U) Д6Т / . Q

0,0002

75,36

3,0

Чрт, м/с 40.,0

14,0 4,7

5 глубины шлифования t<, приходящейся на один оборот детали, связанных с

S< следующей зависимостью: где В - высота круга, и, D — диаметр детали, м, t - -глубина шлифования, м.

Т а блица

ЗначениЯ Бн g H V npu с =1010 м

10,и 0,004 0,075 0,35

Sall и/с оу000013 03000013 0,00081 (° 10 м/с 41 41 41

V, м/с 400 213 045

Таблица 2

Значения Бцр, (1 и Ч при су"- 20 10 м

Ф» lO,» 0,075 0,35 1,0

S@, м/с 0,00024 0,00024

Я ..10,м /с 75,36 75,36

V зт,м/c 40 0 8,6

Таблица 3 ,Значения Бцр, О и V>z . нри

t@= 30 10 и

-6

° Ю II

0,35 1,0 3,0

8 м/е 0,0011 0,0011 0,0011

QP j»

g»ИГ,и /с 345,4 345,4 345,4

Дриведенные данные получены при

:шлифовании цилиндрической детали диаметрам 6,2 и из быстрорежущей стали

Р6И5 внорь заяравлеииым кругом ХАХ

ЗО(И 25 АСЬ Жб/125-1000-МВ1 с глубиной шлифования t = О, 5 -1 0 м и скоростью круга Ч = 40 м/с.

Скорость детали Ч ; с увеличением параметра сн пропорционально уменьшается. Баким образом, следуя приведенным зависимостям, чем меньше сн и соответственно, чем выше дзг при заданной Б„, тем меньше площадь поперечного среза, износ круга -и тем выше эффективность шлифования Об уменьше.

5 нии площади поперечного сечения среза с увеличением аде можно судить из зависимости Q = В»t д U р = Бе у

«7д T преобразованной к виду

Б Й (2)

ЧЧМ Ает где g - производительность шлифования, м с

1)

Б „„- суммарная мгновенная площадь среза всеми зернами, находящим ся одновременно . в контакте с обрабатываемым материалом, м

В - ширина кругл, м °

Как видно, при фиксированной производительности шлифования () с увеличением V параметр Б«мь Непрерывпо уменьшается, что оЬуславлинает сняжение интенсивности износа

25 круга» Однако» изменение параметров и 7д при зацанной Бц не беспредельно и ограничено точностью обработки. Это связано с тем, что с увеличением Удей, вследствие сниже1

0 ния Бс,, д энергоемкость шлифования с возрастает и приводит к рбсту отжатий в технологической системе, При этом при достижении предельной площади поперечного сечения среза, обусловленной нарушением условий резания и стружкообразования, происходит достаточно значительное снижение точности обработки, которое может быть допустимо лишь на операциях предварительного шлифования. Следовательно, оптимум шлифования будет иметь место нРи значениЯх С И и 74е, обеспечивающих заданную точность обработки.

Учитывая, что с увеличением U er

45 при сохранении постоянной Б О, как это следует из табл.1"3, параметр равный максимальной высоте микронеровностей срабатываемой поверхности Е „ остается неизменным, может быть предложен следующий способ питифования.

Предварительно произгодят шлифование детали - представителя из партии одинаковых деталей и устанавливают экспериментально зависимость шероховатости обработанной поверхно" сти от продольной подачи при фиксиpoBBHHoH eKopocTH Bp»HtteBHR летали, выбраннои в пределах UAt,z = 3-10 и/с.

7 16451

При этом, измерение параметра шероховатости обработки следует производить после длительной приработки круга, когда на его рабочей поверхности образуется устойчивый рельеф. Затем, фиксируя значение продольной подачи, соответствующее заданной (из технических требований) шероховатости обработки, определяется зависимость параметра точности обработки от скорости вращения детали и обрабо, »9ка всех последующих деталей из партии

- одинаковых деталей производится со скоростью вращения детали, выбранной из условия требуемой точности обработки ао установленной зависимости.

Возможность определения оптимального значения Б()() таким образом обусловлена тем, что, следуя данным, 20 приведенньы в табл.1-3, и зависимости (1), с увеличением Бц()при неизменности Ч »eT параметр,» возрастает и приводит к росту t

Необходимо отметить, что установ- 30 ление S(возможно при изменении м

V в пределах V = 3-10 — . В продет,4егтивном случае, т.е. при значении

7 )Ег, меньшем указанного, схема шлифования, приведенная на фиг ° 3, трансформируется в схему шлифования, приведенную на фиг.2, H установление оптимального -значения SL, невозможно по причине изменения характера зависимо- 40 сти Н,.(а, от Б((), Таким образом, зная оптимальное значение Б()(), может быть установлено оптимальное значение V (, для чего фиксируют оптимальную продольную подачу S ц и определяют параметр точности обработки в зависимо» сти от скорости вращения детали, ко торая имеет возрастающий характер вследствие увеличения энергоемкости шлифования (no указанным выше причинам).

После несложных преобразований известной. зависимости

04 где К - поверхностная концентрация зерен круга, кг/м, Ь - максимальная высота высту пания зерен иад связкой круга, м, V »(- скорость круга, м/с, ЧАе„ - скорость детали9 м/с, 1

9 = — + — — приведенный ради"

R y».

1. ус, —, м она примет вид

3,< »ет

К (»р (4)

9 b 2 ) ° »e

С учетом известного соотношения

tHe 8

8п) = »е. . 5 () приведенная зависимость опишется э,В ф (6)

Щ»

Р 9Ь 42() ll D

Д()т

Учитывая, что »» случае t»» - t>, т,е. для Б(» 0,017, продольная подача Бп»), равна 0,03-0,05 м/мин, в случае tH 6 t продольная подача

S, определяемая по зависимости (б), может быть представлена следующим образом»

S(» = S»»py (<

М (1Р ( где t q, - значение t+ при Б = 0,017, значение t»)при Sр С 0,017, »» и (предельное значение t < обусловлено максимальной высо ой выступания зере»» над связкой круга).

Параметр й()» может быть представлен из зависимости Б = (t = и (р»

Ф»

= S> t, где S = 0,017, тогда й(-" 0,017й) .

С учетом такой зависимости продольная подача определяется

Э

8 9= 0,00083(— + -) (9) где t — глубина шлифования, и, t — фактическая толщина среза, ме

1645104

Из формулы (2) скорость детали

Ч 1 Равна

Чд, м/с 5 10 15 20

6 ° 10 гм 6 8 10 18

О Ает= г (10)

S сумм

/

С учетом Q = li Вд,г Sn t, зависимость (1) примет вид

a гдет ° S ггр t

Л, ScyyM

Значения продольной подачи Б гг в приведенной зависимости следует принимать больше значений 0,03-0,05 м/мин, обеспечивая при этом соблюдение условия Б (0,017.

Прецельное значение ScgeM определяется расчетно-экспериментальным пу» тем, для чего устанавливается экспериментальная зависимость точности обработки (отжатий в технологиче- 20 ской системе) От скорости детали и определяется точка на зависимости, в коI торой начинается интенсивный рост величины отжатий.

Определение зависимости параметра точности обработки от скорости вращения детали Чд г производится следующим образом. При постоянных значениях $ = 0,5 10 м и S np = 0,002 м/с задается конкретное значение г рт и

30 производится съем припуска эа один продольный проход круга. Замеряется фактический диаметр обработанной детали

D @ и определяется параметр точности обработки по зависимости 35

2 Чг (12) Зависимость От Ч определЯлаеь в.диапазоне изменениЯ Ч г= 526 м/с. Для этого роизводилиаь измерения D н устанавливались знаЫ чения 0 гг для Vpет 5 10

2О м/с. Ниже приведены полученные значения где D — номинальный диаметр обраМ ботанной детали, полученный40 из расчета съема всего припуска за один продольный ход круга без учета деформаций (отжатий) в технологической системе. 45

1 для другого значения V> устанавливается пересчетом Э н и измеряется

D ® после одного продольного хода круга с той же глубиной шлифования.

Половина разности диаметра дает но- .50

soe значение 3. и т.д.

Как следует из приведенных выше данных, требуемая точность обработки, равная Д = 10 10 м достигается при Vpq = 15 м/с.

Следовательно, предельное значение Б !, „, достигается при V>

15 м/с. Для определения предельного значения Бс г г можно воспользовать зависимость (11), представив ее в виде

Б — 4 " (13)

Бс мм

V дат !

Подставляя в зависимость (13) значения.В г = 0,2 м, Бп = 0,002 м/с, е = 0,5 ° 10 м, Ч ег= 15 м/с, получают

Sñ ì= 42 10 м

С учетом полученного значения

S „ зависимость (11) принимает вид

V e,. = 7,5 ° 10 D Snð t, (14)

7, !

Пример. Производилась обработка цилиндрической детали диаметром 0,05 м из P6N5 кругом l Al 300> х25 АС6 160/125-1007.-ИВ1 с глубиной шлифования t = 0,5 .10 м и скоростью круга - Чя = 40 м/с.

Учитывая, что максимальная высота выступания зерен над связкой круга (из условий прочности алмазоудержания) составляет 0,3 размера зерна, т.е. 40 ° 10 м, параметр t будет ра-б вен 40 10 б м.

Тогда

8 п = 11,25 м/мин.

Скорость детали равна

Vp = 337 м/с.

Формула изобретения

СПОсОб шлифОвания кругом из син тетических сверхтвердых материалов, при котором цилиндрической детали сообщают вращательное, возвратно-поступательное движения и продольную подачу, а съем припуска производят по крайней мере за один проход, о т л и" ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности обра" ботки при одновременном снижении из носа круга, продольную подачу .Бгггг

1 45104 где П ег—

С

Фи .а

Составитель А. Шутов

Тетерей С.Мигунова Корректор М.Самборская

Редактор М.Товтин

Заказ 1314 Тираж 474 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óærîðîä, ул. Гагарина, 101 и скорость вращения детали V> определяют соответственно по формулам

S zp = Оэ00083(t /0,017 t)

7 Аег 7,5 10 Пдег Sol» ", диаметр детали, м глубина нлифования, и, фактическая толщина среза; и