Способ одновременного шлифования нескольких поверхностей детали

 

Использование: при обработке сопряженных поверхностей. Сущность изобретения: кругу с прерывистой рабочей поверхностью и детали сообщают взаимное перемещение. Отношение длин режущих выступов рабочей поверхности круга и взаимодействующей с ней поверхности детали в каждом нормальном оси вращения сечении соответственно детали и круга выбирают постоянным. Отношение указанных длин для одной обрабатываемой поверхности к тому же отношению длин для другой обрабатываемой поверхности выбирают пропорционально снимаемым с них припускам. Длину режущих выступов в каждом сечении выбирают по предложенной формуле. 1 ил.

союз соВетских социАлистических

РЕСПУБЛИК (я)з В 24 В 1/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ вЂ” — (1)

Cl Zi

Cj Z

tki n — и (3 п — n

Cl

Ikl a — а ki Ь вЂ” Ь) г а — а (2) С—

bkl а — à Iki b — b

I a — a I I b — b (3) (21) 4890961/08 (22) 13.12.90 (46) 23,04,93, Бюл. ¹ 15 (71) Самарский политехнический институт им. В,В. Куйбышева (72) А.Н. Филин, И.А. Швидак, В,А. Николаев и И.В. Спасский (56) Абразивные материалы и инструменты.

Каталог-справочник/под ред. В.А. Рыбакова. M., НИИМаш, 1981, с. 203-204;

Авторское свидетельство СССР № 795889, кл, В 24 В 1/00, 1979, (54) СПОСОБ ОДНОВРЕМЕННОГО ШЛИФОВАНИЯ НЕСКОЛЬКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛИ

Изобретение относится к области абразивно-алмазной обработки методом врезного шлифования и может быть использовано при обработке сопряженных поверхностей (ступенчатых валов, колец подшипников и т,д.)

Целью изобретения является повышение точности и производительности, Сущность изобретения поясняется чертежом — схемой одновременного шлифования торцевой и цилиндрической поверхностей.

Применяемый шлифовальный инструмент, выполненный в виде чередующихся друг с другом выступов и впадин таким образом, что отношение длины режущей части инструмента l-той поверхности к длине де. тали в каждом из множества поперечных сечений этой поверхности обратно пропорционально отношению длины режущей части крута j-той поверхности к длине

„„Я.1„„1810271 Al (57) Использование; при обработке сопряженных поверхностей. Сущность изобретения: кругу с прерывистой рабочей поверхностью и детали сообщают взаимное перемещение. Отношение длин режущих выступов рабочей поверхности круга и взаимодействующей с ней поверхности детали в каждом нормальном оси вращения сечении соответственно детали и круга выбирают постоянным, Отношение указанных длин для одной обрабатываемой поверхности к тому же отношению длин для другой обрабатываемой поверхности выбирают пропорционально снимаемым с них припускам, Длину режущих выступов в каждом сечении выбирают по предложенной формуле. 1 ил, взаимодействующей с ней поверхности детали на всем протяжении этой поверхности, и результат этого отношения пропорционален отношению припусков, снимаемых с iтой и j-той поверхностей:

1810271 (4) Ikl(m-m)= д l(m-m) (:i ц(т -в)=! д j(m -m) С! (5) 1 где . Iki(a-а), Ikl(b-b), Ikl(n-n) — длина режущего выступа инструмента в сечениях соответственно а-а, b-b, и-и поверхности I; ! д i(a-а), I д !(Ь-Ь), д i(n-и) — длина детали в сечениях à-à, b-b, и-п поверхности !

; и )(а -э), Ik J(b -Ь), k j(n-и) — длина режущего выступа инструменТа в сечениях соответственно а-а, Ь-b, и-n поверхности J;

I д j(a -а), д )(Ь -Ь), I д J(n -n) — длина детали в сечениях а -а, Ь- Ь, и-и поверхности

Jl

Zi — припуск, снимаемый с поверхности

Zj — припуск, снимаемый с поверхности

l: при атом длину режущих выступов инструмента на I-той и j-той поверхностях в произвольных сечениях m-m, и -гп рассчитывают по формулам, 1

Шлифовальный инструмент 1 имеет прерывистую рабочую поверхность с чередующимися выступами 2 и впадинами 3. Инструмент..периферийной поверхностью

Rkl{a-а), Rkj(a-а). Rki(n-n) ВЗаИМОДЕЙСТВУЕТ С ТОРЦЕВОй 4 (С ПРИПУСКОМ Zl И ДЛИНОЙ R д l(a-а) И цилиндрической 5 (с припуском Zj и длиной

R дl(a-a) ПОВЕРХНОСТЯМИ ДЕтаЛИ 6. ФОРМа режущих выступов характеризуется переменной протяженностью, изменяющейся от ьмх (длина режущего выступа наименьшего диаметра инструмента, взаимодействующего с максимальным диаметром детали) до

Ikmln (Длина РежУЩего выстУпа на макси-. мальном диаметре инструмента, взаимодействующем с минимальным диаметром детали) на каждой из обрабатываемых i-той и j-той поверхностей.

Отношение режущей длины шлифовального инструмента рассчитывается по формуле (2) к длине взаимодействующей с ней поверхности детали в каждом из множе.ства сечений !-той поверхности а-а, b-b,...,nи и j-той поверхности а -а, Ь -Ь,...,n -n постоянно, а между собой они находятся в зависимости (1), которая сохраняется на протяжении всего периода шлифования вплоть до полнЬго износа инструмента.

Работа инструмента сводится к следующему, В процессе шлифования установка инструмента производится под углом а, ограниченным конструктивными особенностями детали, подача инструмента осуществляется в направлении 7, перпендикулярным к оси вращения инструмента (шлифование врезное). Благодаря постоянству отношения длин взаимодействующих поверхностей инструмента и детали в каждом из множества поперечных сечений а-а, Ьb,...,n-п поверхности I и à-à, b -b,...,n-n поверхности J, на одно режущее зерно шлифовального инструмента приходится одинаковый объем удаляемого материала, 10 то есть происходит равномерный износ режущих (-той и j-той поверхностей инструмента, а съем удаляемого приписка происходит в зависимости (1).

Для конкретной реализации способа, 15 возьмем деталь, у которой угол между цилиндрической J и торцевой I поверхностями равен 9ОО, т.е, доступ к обрабатываемой поверхности открыт и не ннокладывает никаких ограничений на величину угла наклона оси

20 инструмента по отношению к оси детали, примем его а =60 .

Произведем расчет геометрических параметров шлифовального инструмента. Допустим, что, исходный диаметр инструмента 25 В СЕЧЕНИЯХ П-П, П -П Rkl(n-n) "=Rkj(n-n)m "=250 мм, предел износа примем равным 75 мм, тогда Rkl(n-n)ml"-Rkj(n-n) "-175 мм. ДопуСтим, что: R д J{a-a)R д )(Ь-b) R д"J (m-m)=...

=R д J(n -n)=R д l(n-n)=R д!=50 мм, R д l(a30 а)=60 мм, Ьзаг=50 мм, Е!=3 мм, ZJ=.6 мм.

Рассчитаем геометрию инструмента в основных сечениях и J поверхностей. .Сечение а-8 поверхности„ i: имеем

Л ADB, в котором A=30, 8=60, 0= 9ОО. Для

35 нахождения R kj(aa) необходимо найти

1 801 . Из Л А08 имеем:

1ВС/1= !АВ 1 ° cos 8-10 0,5 5 мм;

40 R,,(аа) - („!(„„) - 18(! 25 5=245„м;

Rki(a-а) "=Rkt(n-n) "-I BD 1= 175-5=170 мм

Сечение а-а поверхности J: имеем

/ /

45 Ь ВЕС, в котором.8=30 . Б-90, С=6О С.

Для нахождения Вк)(а -а/) необходимо определить 1ВЕ1 Иэ Ь ВЕС имеем:

1ВЕ 1= IВС kos8-500,866=43,3мм;

RkJ(a -а) " =й@(п4 ) JВ Е1 =250-43,3Ж06 7 мм;

RkJ{а- ) "=Вц(й ) ",18Ц = 175-43 3 = 131,7 мм, Из выше приведенных расчетов видно, 55 что величина угла наклона шлифовального инструмента к оси детали определяет геометрические параметры инструмента.

Из формулы (3) определим величину С), 1810271

C1=

1 1 а-а

2 3,14 131,7

2 3,14.50

I à,i,— g)

= 2,634

10 С1 Zi -1

X=2 и {Rkj- R д 1 С1) X=2m(Rki-R Bi С) 25

Xmin=.2 л (Вы{в-g -R д i(n-n) Ci)=2 3,14(170—

-60 1,317)=57 1,6 мм

n-n;

Х,„=2д (Rkl "(„„)-R д i(n n) Ci)=23,14" х(250 - 50 1,317.) 1157 мм, Xmin=2 <(Rkt(n-n) "-R д!(и-и) Ci)=2 3,14(175-50 1,317)-685,8 мм

40, Длина режущего выступа в этих сечени; ях будет равна : а-а

Xmax= 2 ц, (Rk1(n -п) "-R д 1(n -и) С1)=2 3,14к

x(250-50. 2,634)=743,3 мм

/ а-а:

1пр.êð "=2 Л Rki(a-а) "Хщ}п=2 3,14 170

50 -571,6=496,5 мм

/ и-и:

Принимаем величину этого отношения постоянной для любого из множества сечений поверхности J. Ho TBK как величина радиуса инструмента увеличивается от сечения а-а до n n, то сохранить постоянной длину режущей части инструмента мы можем за счет пропорционального увеличения длины впадины от сечения а-а до n-n. Величину впадины (Х) шлифовального инструмента рассчитываем по формуле:

I e

В сечении а-а поверхности 1 минимальная и максимальная длины„впадин будут равны:

Xmin= и 2(Я1Ц(а-а) "-R д 1(а-а) С1)=2 3,14(131,7-50 2,634)=0 мм

Xmax= é 2 (Вц(,, 1 "-R д 1(а-а) Cj)=2 3,14(206,750 $,634)=471,2 мм

/ /

В.сечении n-n поверхности j минимальная и максимальная длины впадин будут . равны:

Хард=2 Л(Rk)(n n) "-й д 1(п -и) С1)=2. 3,14(175— 50.2,634)=272,1 мм;

Рассчитываем длину режущей части инструмента (1 ркр) в течениях:

1пркр . х=2 тг Rk1(a -а) "-Xmax=2 3,14 206,2—

-471,2=827,5 мм;

Inpxp "= 2 X Rkj(a з) " — Ха о=2: 3,14 у131,7-0=827,5 мм;

1пр.кр. "=2 Л R1kц1(о"-й) Хяах2 314 250-743,3=827,5 мм;

lnp.кр "-2 X Rk)(n -n)) "-Хв п=2 3,14 175-272,1-827,5 мм

Подставляя полученные значения в формулу (3) имеем:

827,5 827,5 2,634=const

314 2 314 2

5 Аналогично рассчитываются геометрические параметры инструмента в любом из множества сечений поверхности j, Рассмотрим формулу (1);

v из которой можно найти величину Ci:

С CZi 2,634 3 1317

Z 6

Принимаем полученный результат постоянным для любого из множества сечений поверхности 1, Тогда величину впадины шлифовального инструмента найдем по следующей зависимости:

В сечениях а-а и n-n поверхности1длины впадин будут равны: а-а, Хтах =2 Л(йы(а-а)™мх R д l(a-а) Ci)= 2 3,14(245—

30 60.1 317)=1043 9 мм

lnp кр х=2 X Rki(a-a) "-Xmax=2 3, 14х245

-1043,9=496,5 мм;

n-n

1пр кр х 2 KRkl(n п)™Х =2 3 14 х250-1157=413,8 мм; е

1др.кр "2 Л Rki(nn)mlnXmin 2 3,14< 175-685,8=413,8 мм, с

1810271

Аналогично рассчитываются геометрические параметры инструмента в любом из множества сечений поверхности i.

Подставляя полученные значения в

opMyny(2), имеем:

496,5 413,8 -1 317

376,9 " 314,15

Справедливость этой зависимости показывает, что длина режущего выступа в каждом из множес ва сечений поверхности

i-величина постоянная.

Подставляя полученные значения в формулу (1), имеем l,317 3

34 6 2 = сопэс

Рассчитываем условие равномерного износа режущих i u j поверхностей шлифовального круга. Это условие основано на естественном предположении о том, что на долю каждого зерна во всех сечениях взаимодействующих i u j поверхностей шлифовального инструмента и детали приходится одинаковый (равный) микрообьем удаляемого металла. Для его выполнения необходимо определить отношение обьема удаляемого металла к длине режущей по верхности инструмента. Расчет ведем по следующей зависимости:

Ч р -р (П- П

Inp.кр1(а- а) Inp.apl(A — И) /

Чд) а — а Чд) и — n

lnp.кр.)(а — Ixp.np.J(A — (6) V д i(а-а)= Z (В д l(a-а) -(R B 1(а-а)-1) j Zl,.

2 2

Ч д l(n-n)= Л (Я д l fn-и)-) д l(n-и) 1) ) ZJ для поверхности j:

V д l(a-à)= Ж (R д j(a-а}-R д )(а -а)-ZJ) ) 1

Ч д J(n -и)= 7г (R д J(n-nQR д)(и -й)-2))2) 1 где Ч д (а-а), Ч д (п-п) -объем снимаемого металла с поверхности! в сечениях а-а, п-п, шириной в 1 мм;

Vд (а-а),Ч д J(n-и) — обьемснимаемого металла с поверхности j, в сечениях а-а, и и, шириной в 1 мм.

Объем снимаемого металла найдем из следующих соотношений:

Величины обьемов снимаемого металла с поверхности I будут:

Ч д 1(а-а)= 7г (60 — 50 ) 3=1121,5 мм.;

5 Ч д l(n-n)= x (50 -49 ) 3=933 мм; с поверхности j:

V д)(а -а) Л (50 -(50 — 6) ) 1=1771,86 мм

10 Ч д)(и-и)= K f 602-(60 — 6) ) 1=1771,86 мм

Подставляя полученные значения в формулу (6), имеем;

15 1121,5 Q33 1771.86 1771,86

496,5 413,8 827,5 827,5 е

Для определения объема, приходящегося на каждое абразивное зерно в различных

20 сечениях шлифовального инструмента, условно примем, что на 1 мм инструмента расположен 1 ряд зерен, расстояние между. которыми i=0,2 мм. Тогда объем металла, приходящийся на одно зерно шлифовального инструмента, будет: сечение а-а поверхности i:

V g а-а 1121,5 — 1. 3

Inp.кр. (a — а)/! 496,5: 0,2

11 мм /1

30 зерно сечение n-n поверхности 1:

Чд) и -n 933

I ир крз (и — и) I 413,8: 0,2 сечение а-а поверхности j:

Ч д) . - 177186 11 „„3/1

1 рр.кр f (р — р ) 1 827,570,2 зерно сечение п-и поверхности j:

1771,86

-8275. 0,2-11мм /1. зерно

Удаление припуска Ъ с торцевой поверхности позволяет обеспечить заданный размер по высоте детали, т.е.

50 gem= }laar+Zl

Точность формы (Цилиндричность поверхности j и плоскостность на поверхности

i) достигается за счет равномерного износа рабочего профиля инструмента.

Точность взаимного расположения (перпендикуля рность 1 и j поверхностей) обеспечивается эа счет точности формы I и ) поверхностей. Причем i u j поаерхности могут занимать взаимное расположение под

1810271

10 любым углом. Выполнение зависимости (1) дает точное снятие с обрабатываемых поверхностей заданных припусков.

Формула изобретения

Способ одновременного шлифования 5 нескольких поверхностей детали, при котором кругам с прерывистыми рабочими поверхностями и детали сообщают-взаимное перемещение, при этом отношение длин режущих выступов рабочей поверхности шли- 10 фовального инструмента и взаимодействующей с ней поверхности детали в каждом нормальном оси вращения сечении соответственно детали и круга выбирают постоянным, отличающийся 15 тем, что, с целью повышения точности и производительности, упомянутое отношение длин для одной обрабатываемой поверхности к тому-же отношению длин для другой обрабатываемой поверхности выбирают пропорционально снимаемым с них припускам, а длину режущих выступов в каждом сечении выбирают по формуле где 1ц(-m) — длина режущих выступов круга в сечении m-m для I-ой поверхности детали;

) 3t(m-m) — длина поверхности детали в сечении m-m для I-й поверхности детали;

Ci — упомянутое отношение длин для 1-й поверхности.