Способ магнитно-абразивной обработки внутренних поверхностей полых немагнитных деталей типа тел вращения

 

Использование: чистовая обработка внутренних поверхностей немагнитных деталей типа тел вращения. Сущность изобретения: деталь устанавливают между разноименными полюсами магнитной системы . Внутри детали размещают магнитопроводную оправку с выступом - концентратором магнитного поля в виде винтовой поверхности. Угол подъема винтовой поверхности определяют из соотношения tga Vb/Vn, где Vu - скорость вращения оправки; Vn - скорость ее осевого перемещения. Задают вращение детали и вращение и осевое перемещение оправке. При указанном выборе угла подъема винтовой линии направление главного вектора скорости оправки совпадает с винтовой поверхностью. Зерна порошка, двигаясь в направлении вектора скорости, совпадающего с главным вектором скорости оправки, перемещаются вместе с выступом концентратора. Исключаются срывы порошка с выступа и попадание его в пазы. Повышается производительность обработки. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sr)s В 24 В 31/112

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

" ..1e3er

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ЛВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4717647/08 (22) 11,07.89 (46) 07,11.92. Бюл. |ч. 41 (71) Всесоюзный научно-исследовательский технологический институт (72) С,Ю.Иванов, В.И.Ищенко, С,А.Болкисев и Г.К.Нестеров (56) Авторское свидетельство СССР

N 488693, кл, В 24 В 31/112, 1973. (54) СПОСОБ МАГНИТНО-АБРАЗИВНОЙ

ОБРАБОТКИ ВНУТРЕННИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПОЛЫХ НЕМАГНИТНЫХ ДЕТАЛЕЙ

ТИПА ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ (57) Использование: чистовая обработка внутренних поверхностей немагнитных деталей типа тел вращения. Сущность изобретения; деталь устанавливают между разноименными полюсами магнитной системы. Внутри детали размещают магнитоИзобретение относится к чистовой и доводочной обработке внутренних поверхностей деталей типа тел вращения и может быть использовано в различных отраслях.

Целью изобретения является снижение энергоемкости и повышение производительности при обработке крупногабаритных деталей за счет создания оптимальныхусловий движения порошка.

На фиг. 1 изображен продольный разрез устройства для реализации способа; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Обрабатываемую деталь 1 с помощью приспособления 2 закрепляют в трехкулачковом патроне 3 и вводят в пространство

ЯЛ 1773696 А1 проводную оправку с выступом — концентратором магнитного поля в виде винтовой поверхности. Угол подъема винтовой поверхности определяют из соотношения tg a=

=-Чьй„, где ЧБ — скорость вращения оправки; V — скорость ее осевого перемещения.

Задают вращение детали и вращение и осевое перемещение оправке. При указанном выборе угла подъема винтовой линии направление главного вектора скорости оправки совпадает с винтовой поверхностью.

Зерна порошка, двигаясь в направлении вектора скорости, совпадающего с главным вектором скорости оправки, перемещаются вместе с выступом концентратора. Исключаются срывы порошка с выступа и попадание его в пазы. Повышается производительность обработки. 2 ил. между полюсами 4 и 5, соединенными магнитопроводом 6. С другой стороны, B деталь вводят магнитопроводную оправку 7, снабженную винтовыми выступами — концентраторами 8 магнитного поля. Оправка 7 контактирует с магнитопроводом 6. В рабочий зазор 9, образованный внутренней поверхностью детали и наружной поверхностью оправки, засыпают магнитно-абразивный порошок.

Чистовая обработка внутренних поверхностей происходит следующим образом.

На катушки электромагнитов 10 и 1 l подают постоянный ток, в результате чего между полюсами 4 и 5 возникает магнитное

1773696 поле. Под воздействием магнитного поля зерна магнитно-абразивного порошка образуют единую упругую массу, представляющую внешне своеобразную щетку, притягиваемую магнитным полем к выступам — концентраторам магнитного поля на оправке и оказывающую давление по нормали на обрабатываемую внутреннюю поверхность детали.

Задают вращение детали (Vg), оправке (Чь) и осевое перемещение оправке(Ч ). При этом расстояние между каждым полюсом и наружной поверхностью детали, а также между поверхностью оправки и внутренней (обрабатываемой) поверхностью должно быть минимальным для уменьшения сопротивления в магнитной системе, Наибольшая плотность магнитного потока и расположение порошка имеет место по линии разнои мен н ых полюсов, Когда в этом пространстве находится винтовой выступ (концентратор магнитного поля) врашающейся оправки, То усиливается магнитный поток, Его усиление происходит по винтовой линии, совпадающей с вектором скорости обработки детали, то упругая масса порошка смещается тоже по винтовой линии, Но так как эти упругие массы состоят иэ отдельных зерен, связанных между собой лишь магнитными силами, то сами зерна имеют возможность перемещения внутри этих масс, обеспечивая смену зерен, непосредственно прилегающих к обрабатываемой поверхности, в результате чего осуществляется интенсивное перемешивание зерен в рабочих зазорах и участ"е всех зерен в обработке.

Выступ — концентратор магнитного поля выполняют в виде винтового выступа прямоугольного профиля, Для получения максимальной производительности угол наклона BlntToBoé поверхности выбирают равным углу наклона главного вектора скорости оправки, определенному из назначен! ых режимов обработки.

Поскольку при обработке крупногабаритных деталей скорость «х вращения по крайней мере HB порядок меньше скорости вращения оправки (например, соответственно 0,004...0,01 и 0,8..;2,5 м/с), можно считать, что скорость резания примерно равна скорости вращения оправки V6 =-Чр, В таком случае направление главного вектора скорости оправки совпада т с направлением вектора скорости обработки (резания).

Для производительной обработки необходимо выбрать оптимальный режим резания, зависящий в первую очередь от обрабатываемого материала, его состояния, материала порошка, магнитной индукснижается производительность и магнитноабразивное полирование становится срав40 нимым с другими видами чистовой обработки. например с хонингованием.

Пример, Для производительной обработки внутренних поверхностей детали из немагнитной стали 10Х18Н10Т применя45 ют зернистость магнитно-абразивного порошка Л =160 мкм, величину магнитной индукции в рабочем зазоре В=1,2 Т; величину рабочего зазора д=1,2 мм, скорость вращения оправки Чр=1,4 м/с; скорость

50 перемещения оправки Vn=0,16м/с. Поэтому угол вектора скорости обработки детали tg а =-Чр/Vn=1,4/0,16=8,75; а =83 . П од углом

a =-83 на оправке изготавливают винтовые . выступы — концентраторы. магнитного поля.

Собирают Bcfo систему и приступают к полированию, Формула изобретения

Способ магнитно-абразивной обработки внутренних поверхностей полых немаг5

35 ции и рабочего зазора, По этим данным определяют скорость резания Vp и скорость перемещения оправки V>, а их отношение

Чр/V> определяет угол наклона вектора скорости обработки. По его значению на оправке изготавливают выступы с таким же углом

Чб подъема винтовой линии а: tg a = — .

Vï

Если эти углы не совпадают, то в процессе обработки зерна порошка, двигаясь в направлении вектора скорости резания, не смогут удержаться на выступах концентратора и скатываются в пазы. Это снижает производительность обработки, так как уменьшается количество порошка, участвующего в резании. Исследования показали, что в зависимости от свойств обрабатываемых материалов и условий резания наиболее производительная обработка происходит тогда, когда вектор скорости резания располагается под углом а=75 — 89О.

Эксперименты показали, что в зависимости от условий обработки скорость резания Vp лежит в пределах от 0,8 до 2,5 мlс и скорость подачи — перемещение оправки— в диапазоне от 0,05 до 0.2 м/с, При скорости резания Чр>2,5 м/с начинается выбрасывание порошка иэ рабочего зазора центробежными силами, что приводит к снижению производительности и увеличению энергозатрат, При скорости подачи V>>0,2 мjc падает качество обработки поверхности, так как порошок не успевает полностью удалить исходную неровность и приходится назначать большее количество проходов, что снижает производительность. При уменьшении

Vp<8 м/с или Vn<0,05 м/с естественно

1773696 нитных деталей типа тел вращения, при котором деталь размещают между разноименными полюсами магнитной системы, вводят внутрь детали магнитопроводную оправку с концентраторами магнитного поля, выполненными в виде выступов, расположенных под углом к оси оправки, подают в зазор между оправкой и поверхностью детали ферроабразивный порошок и задают вращение оправке и детали, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения энергоемкости и повышения производительности при обработке крупногабаритных деталей, выступы на оправке выполняют в виде винтовой поверхности, а оправке дополнительно сообщают осевое перемещение, при этом

5 угол подьема винтовой поверхности определяют из соотношения

«Vb 9 О=в

Vn где УЬ вЂ” скорость вращения оправки, 10 Чг — скорость ее осевого перемещения, а движение оправке задают иэ условия совпадения направления главного вектора ее скорости с винтовой поверхностью.

Составитель И.Малхаэова

Техред М.Мор гентал Корректор Л.Филь

Редактор

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

Заказ 3896 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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