Способ хонингования

 

Использование: область станкостроения . Сущность изобретения: способ хонингования, по которому хон с разжатыми брусками совершает одновременно возвратно-поступательное движение и вращается с переменной скоростью, причем изменения скорости вращения хона синхронизированы с изменением скорости возвратно-поступательного движения так, что отношение этих скоростей сохраняется постоянным по всей длине отверстия, подвергаемого хонингованию. Это необходимо для получения сетки с одинаковой плотностью и одинаковым углом пересечения следов обработки по всей длине обрабатываемого отверстия, что в свою очередь существенно повышает долговечность сопрягающихся деталей машин. 2 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 24 В 33/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ"

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4922425/08 (22) 28.03,91 (46) 15.12.92. Бюл. N 46 (71) Стерлитамакский станкостроительный завод им.В.И.Ленина (72) В.А.Романчук и А.И,Каяшев (56) Книга Куликова С.И. идр. Хонингование, M. Машиностроение, 1973, с,74-77.

I (54) СПОСОБ ХОНИНГОВАНИЯ (57) Использование: область станкостроения. Сущность изобретения; способ хонингования, по. которому хон с разжатыми брусками совершает одновременно возИзобретение относится к станкостроению и может быть использовано для повышения долговечности деталей машин путем хонингования их сопрягающихся поверхностей.

Известен способ хонингования, заключающийся в возвратно-поступательном движении хана при одновременном и непрерывном его вращении с постоянной скоростью в течении всего времени сьема припуска с обрабатываемой детали. Достоинством этого способа является простота реализации. Однако он не позволяет получить на обрабатываемой поверхности, не-. обходимой для повышения долговечности сопрягающихся деталей машин, сетку одинаковых размеров и формы по всей длине обрабатываемого отверстия, потому что для этого необходимо одинаковое соотношение скоростей вращения и возвратно-поступательного движения хона в течении всего процесса съема припуска с обрабатываемой

Ы3 1781012 А1 вратно-поступательное движение и вращается с переменной скоростью, причем изменения скорости вращения хана синхронизированы с изменением скорости возвратно-поступательного движения так, что отношение этих скоростей сохраняется постоянным по всей длине отверстия, под.вергаемого хонингованию. Это необходимо для получения сетки с одинаковой плотностью и одинаковым углом пересечения следов обработки по всей длине обрабатываемого отверстия, что в свою о«ередь существенно повышает долговечность сопрягающихся деталей машин. 2 ил. (: поверхности. Реализовать это в упомянутом способе хонингования принципиально невозможно из-за того. что быстродействие привода возвратно-поступательного движения конечно и для его реверса требуется определенное время, в течение которого хон вращается с постоянной скоростью, а Со

его скорость возвратно-поступательного движения тормозится до нулевой и затем;C) разгоняется до заданной скорости в обратном направлении. В результате этого в крайних по высоте (длине) зонах обрабаты- ваемого отверстия сетка получается искаженной или вовсе сливается в сплошную полосу. Поэтому на практике при указанном способе хонингования для получения (хотя бы) приближенно равномерной сетки по всей высоте обрабатываемого отверстия приходится резко увеличивать быстродействие привода возвратно-поступательного движения хона и снижать его скорость вращения. В первом случае это приводит к уве1781012

25

35 личению стоимости привода, а во втором— к снижению производительности хонинговальных станков. Тем не менее указанные меры не позволяют принципиально получить сетку следов обработки с равномерной плотностью и одинаковым углом пересечения по всей длине обрабатываемой детали, а значит и не реализуют возможностей хонингования по повышению долговечности сопрягающихся деталей машин. Известен другой способ ханингования (2, стр.46), при котором вращение и возвратно-поступательное движение хана осуществляется от отдельных электродвигателей постоянчого тока. Возвратно-поступательное движение хана совершается реверсивным электродвигателем через винтовую пару. Способ располагает воэможностью бесступенчатого регулирования парамет-, ров траектории, что позволяет получать сетку с различной плотностью и углом пересечения следов обработки. Однако это имеет место только в установившемся режиме приводов вращения и возвратно-поступательного движения хана. В итоге плотность сетки в крайних и средней по высоте (длине) зонах обрабатываемого отверстия различна и микрорельеф его поверхности не соответствует требованиям долговечность сопрягающихся деталей машин.

Известен так >ке способ хонингования отверстий с постоянным углом пересечения . крестообразных царапин на обрабатываемой поверхности, в котором во время обработки отверстия в крайних положениях хонинговальной головки при снижении скоростей возвратно-поступательного движения хана до нуля и нарастании этой скорОсти до номинального рабочего значения абразивные бруски выключаются иэ процесса резания путем отодвигания их от обрабатываемой поверхности, После изменеййя направления скорости возвратно-поступательного движения хана и достижения номинальной рабочей скорости абразивные бруски включаются снова. Эти операции повторяются после каждого рабочего прохода хана в обрабатываемом отверстии. Однако этот метод не позволяет получить одинаковый угбл пересечения крестообразных царапин по всей длине обрабатываемого отверстия, т.к. в крайних точках его высоты абразивные бруски отодвинуты от обрабатываемой поверхности.

Во всех перечисленных способах хонингавания длина окружности обрабатываемого отверстия некратна к ее участку, пройденному ханом за один двойной ход, Эта условие необходимо для движения зе5

55 рен хонбрусков по разным участкам при каждом двойном ходе.

Целью изобретения является повышение качества обработки путем обеспечения йо всей длине обрабатываемой заготовки сетки с одинаковой плотностью и углом пересечения следов обработки, В способе хонингования при разгоне и торможении возвратно-поступательного движения хана скорость вращения хана изменяют иэ условия постоянства отношения скоростей вращения хана и его воэвратнопоступательного движения, равного отно- шению этих скоростей в установившемся режиме хонингования. По предло>кенному способу хон без вращения и со сжатыми брусками вводится в отверстие, После прохождения ханом всей длины отверстия включаются вращение и перемещение хана в обратном направлении, а так же раз>ким брусков и охлаждение. При разгоне механизмов вращения и перемещения хана под действием микропроцессорной системы управления обеспечивается одинаковое соотношение скоростей вращения и перемещения хана с разжатыми брусками.

После завершения разгона начинается одновременное и равномерное вращение и перемещение хана с разжатыми брусками, причем соотношение скоростей вращения и перемещения хана упомянутой микропроцессорной системой паддер>кивается постоянным и таким же, что и при установившемся режиме. В конце второго праха>кдения ханом отверстия включается торможение вращения и перемещения хана, Происходит снижение до нуля скоростей вращения их отношения постоянным и таким же, что и при разгоне и равномерном движении механизмов вращения и перемещения хана. Бруски при этом остаются разжатыми. После праха>кдения ханом всей длины отверстия второй раз происходит разгон механизма вращения хана в том >ке направлении и механизма перемещения хана в обратном направлении выше изложенным образом при сохранении неизменным соотношения скоростей вращения и перемещения хана и таким же по величине, что и в предыдущих операциях хонингования, В дальнейшем хонингование по предложенному способу обеспечивается непрерывным чередованием следующих операций. Равномерное вращение и перемещение хана вне участков разгона и торможения механизма перемещения хана, Торможение вращения и перемещения хана с последующим разгоном вращения хана в том же направлении и механизма перемещения хана в обратном направлении на концах отверстия. Во всех

1781012 перечисленных операциях соотношение скоростей вращения и перемещения хона сохраняется постоянным и задается оператором по рекомендациям (см. (1), стр.100101). Тем самым обеспечивается получение сетки с заданной плотностью и углом пересечения следов обработки по всей длине отверстия, необходимой для повышения долговечности сопрягающихся деталей машин.

В способе хонингования для исключения перемещения по обрабатываемой поверхности зерен хон брусков по одной и той же линии (следу) обеспечена некратность длины окружности обрабатываемого отверстия к ее участку, пройденному хоном за один двойной ход. Для математическогО описания этого условия на фиг.1 изображена развертка гильзы высотой h и с длиной окружности л D (D — диаметр обрабатываемого отверстия. л = 3,14). Пунктирной линией 1 указан след одного зерна хонбруска при кратном, а сплошной линией 2 при некратном отношении длины окружности обрабатываемого отверстия к ее участку, пройденному хоном за один двойной ход.

Стрелками указано направление скоростей вращения (Ч р.) и возвратно-поступательного (Чцл) движения хана.

За время двойного хода хона, которое выражается соотношением 2 h/ Чоп (Чвп— установившаяся скорость возвратно-поступательного движения хопа), хон нэ обрабатываемой поверхности опишет дугу длиной

2 h — -- Чр =- 2 h Л, где V p — установившаяся

V,„ линейная скорость аращения хона; а .il,=

=Чщ,/Ч р — выражает соотношение установившихся скоростей вращения и возвратнопоступательного движения хона, Исходя из этого получены следующие условия некратности длины окружности к ее участку, пройденному коном за один двойной ход;

2 h Л

D -ф 1,23,...,при2Й Л> Л Р; ,7г Р

2 — — --Л 7- 1,2,3, при л Р > 2 h Л л 0

3а установившуюся скорость вращения и возвратно-поступательного движения хона принята скорость после окончания разгона и до наступления торможения приводов вращения и возвратно-поступательного движения хана. Значение Л выбрано из условия максимальной долговечности сопрягающихся деталей, Например, для деталей из чугуна Л = 5, из закаленной стали Л - 2, а для деталел из литых алюминиевых сплаBOB Л= 1 N T.p, 5

15

3, который механически связан с датчиком обратной связи 7 по скорости возвратно-по20 ступательногодвижения хона, Выходдатчи25

30 устройства 3 и 10

Нэ фиг,2 изображена структурная схема устройств-l, которое реализует способ х0 нинговэния. Задэтчик пути возвратно-поступательного движения хона I соединен с первым входом следящей системы 2 возвратно-поступательного движения хона по положению, а его выход — с устройством возвратно-поступательного движения хонэ

3, который механически связан с датчиком обратной связи 4 по положению хона при его возвратно-поступательном движении.

Выход датчика 4 соединен со вторым входом следящей системы 2. Задатчик скорости возвратно-поступательного движения 5 соединен.с первым входом следящей системы

6 по скорости возвратно-поступательного движения хана, а его выход — с устройством ка 7 соединен со вторым входом следящей системы 6 и с блоком масштабирования и согласования 8. Выход блока 8 соединен с первым входом следящей системы 9 вращения хона по скорости, выход которого соединен с устройством вращения хона 10, Датчик обратной связи.11 по скорости аращения хона механически связан с устройством 10, Выход датчика 11 соединен со вторым входом следящей системы 9, В состав следящих систем 2, 6 и 9 входят средства согласования сигналов, подаваемых нэ

По схеме на фиг.2 способ хонингования реализуется следующим образом. С помощью задатчиков 1 и 5 устанавливаются величина и скорость возвратно-поступательного движения хонэ. Следящая система

2 сравнивает сигналы от зэдатчика 1 и датчика 4 и в случае их неравенства вырабатывает сигнал, обеспечивающий перемещение хана в: эданную точку. Те же функции относительно скорости возвратнопоступательного движения выполняет следующая системз 6 и датчик 7. В результате совместного действия следящих систем 2 и

6 на устройство 3 хон перемещается в заданную точку с заданной скоростью, Одновременно сигнал, пропорциональный скорости поступательного движения хона, с выхода датчика 7 подается на вход блока 8, который выполняет функции задэтчика скорости вращения хона, т,к. сигнал с его выхода подается на управляющий вход следящей системы вращения хона по скорости. L3 блоке 8 предусмотрена также возмо>кность пропорционального изменения сигналя датчика 7, что позволяет изменять коэффициент пропорциональности между скоростями вращения и возвратно-поступа1781012 тельного движения хонэ в широких пределах, Путем сравнения сигналов с выходов датчика 11 и блока 8 следящая система 9 подлерживает неизменной заданную скорость вращения хона, На выходе датчика 8, независимо от знака сигнала датчика 7, вы, рабатывается сигнал одной полярности и пропорциональный сигналу датчика 7, а значит и скорости возвратно-поступательного движения хона. В результате скорость вращения хона повторяет с коэффициентом пропорциональности, задаваемой блоком 8 значение скорости возвратно-поступательного движения хона, как в установившемся режиме, так и при разгоне и торможении.

Тем самым обеспечивается одинаковая плотность и одинаковый угол пересечения следов обработки по всей длине отверстия при его хонинговании, что соответствует требованиям долговечности деталей ма шин, участвующих в сопряжении.

Из этого следует, что скорость вращения шпинделя без реверса синхронно повторяет с заданным коэффициентом пропорциональности абсолютное значение скорости возвратно-поступательного движения хона, т.е. хон вращается неравномерно с непрерывным чередованием при хонинговании режимов: разгон, установившаяся скорость, торможение и т,д. Все зто позволяет резко сниэигь требование к быстродействию привода линейных перемещений хона, т.к. здесь для достижения высокого качества обработки требуется не

5 трудно достижимое высокое быстродействие привода. а необходима лишь соизмеримость быстродействия приводов вращения и возвратно-поступательного движения хона.

10 Формула изобретения

Способ хонингования, при котором берут хон, вводят в обрабатываемое отверстие неподвижной заготовки и сообщают ему одновременно вращательное и возвратно-по15 ступательное перемещение с обеспечением некратности длины окружности обрабатываемого отверстия к ее участку, пройде IHO му хоном, за один двойной ход, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения

20 качества обработки путем обеспечения по всей длине обрабатываемой заготовки сетки с одинаковой плотностью и углом пересечения следов обработки, при разгоне и торможении возвратHo-поступательного

25 перемещения хонэ скорость вращения хана изменяется из условия постоянства отношения скоростей вращения хона и его возвратно-поступательного движения., равного отношению этих скоростей в установившем30 ся режиме хонингования.

1781012

О2. Я

Составитель А.Кая шее

Техред М.Моргентал Корректор З.Салко

Редактор

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

Заказ 4242 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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