Способ шлифования

 

Использование: з обработке металлов шлифованием для снижения волнистости обрабатываемых деталей. Способ шлифовамк исключается в том. что съем основного припуска осуществляют на максимально возможных режимах резания, в выхаживание поверхности проводят невращающимся кругом с подачей его на деталь, превышающей в 2-9 раз подачу за счет упругих отжатий, созданных на этапе съема основного припуска. В случае обработки значительных площадей, круг вращают со скоростью, определяемой из выражения v k V Н 1000 W где vg - скорость обрабатываемой детали; VV и Н - высота и шаг волнистости на рабочей поверхности крага соответственно. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 24 В 1/00 ч . Н

vt — — —

1000 W

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

BEÄÎ×ÑTÂÎ СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 ";) 4869835/08 (22} 0 |.10,90 (46) 30.07,93, Бюл, К 28 (71) Институт сверхтвердых материалов AH

УСCV и Севастопог ьский приборостр тельный институт (72) К).К.Новоселов, А.В.Зайцев и

С.А. К}щен Ко (56) Прилуцкий В.А. Технологические методы снижения волнистости поверхностей.

У,: Машиностроение. 1978, с. 105, (54) C. lO ..OF ИЛИФОВАЫИЯ (57 ;: :.-.::-л:,-.зование: в Обработке металлов .лифовэ:-::ием для снижения валнистости

Обрабатываемых деталей. Способ шли@оввз -:к iso ":ëe1ñé В Гом. что сьем Основного пригуска осуществляют на максимально

Изобретение относится к области обработки металлов шлифованием и может быть использоьано для снижения волнистости обр батываемых деталей.

Цель изобретения — повышение качества обоаботанной поверхности, Сущность данного способа заключается в том, что использование современных шлифовальных кругов (например, кругов из синтети вских сверхтвердых материалов (СТМ) на металлической связке) позволяет проводить обработку на очень высоких режимах резания, при этом ограничения накладываются только конструкцией станка (например, мощность привода главного движения станка). Используя мелкозернистые круги возможно получить хорошие показатели шероховатости Обработанной поверхности, однако за счет значительных условий шлифования, малой жесткости системы СПИД и неравномерности износа шлифовального

„., Ы3 „„1830334 А1 возможных режимах резания, в выхаживание поверхности проводят невращающимся кругом с подачей его на деталь, превышающей в 2 — 9 раз подачу за счет упругих отжатий, созданных на этапе съема основного припуска. В случае обработки значительных площадей, круг вращают со скоростью, определяемой из выражения где ч — скорость обрабатываемой детали;

УУ и Н вЂ” высота и шаг волнпстccти на рабочей поверхности крага соответственно. 1 зл. ф-ль., 1 табл. круга на обрабатываемой поверхности образуется значительная волнистость. Волнистость обработанной поверхности определяется величиной дисбаланса шлифовального круга и наличием волнистости на его рабочей поверхности в радиальном сечении, образованной за счет вибрации в технологической системе станка. Остановка

1 вращения шлифовального круга повышает жесткость системы СПИД и приводит к ис- (© чезновению колебаний в системе, обуслов- 6д ленных дисбалансом, Круг начинает () работать одним участком (выступом либо (Д ! впадиной), что исключает влияние волнисто- () сти на его рабочей поверхности на волни- ф стость обрабатываемой поверхности. При этом, определяющее влияние на волкистость обрабатываемой поверхности начи- нает оказывать форма осевого сечения рабочей поверхности круга, представляющая собой конус. Угол конуса определяется

1830334

30 глубиной шлифования и его влияние легко исключить правильным выбором высоты шлифовального круга из соотношения;

2Н

1 (1000, где Н â€”; t — глубина шлифования. так как при отношении шага к высоте волны более 1000 поверхность не считается волнистой. Шлифовальный.круг фиксируют от поворота, а величину предварительного натяга (подачу при выхаживании) устанавливают таким образом, чтобы обеспечить схем высоты волнистости после черновой обработки, Величина натяга Л обусловлена значением упругих отжатий при сьеме основного припуска (минимальной глубины шлифования) tp«>g при котором происходит преимущественное резание металла, и величиной износа шлифовального круга L эа проход при выхаживании. Натяг (подача) должен компенсировать износ круга и обеспечивать минимальную глубину шлифования, то есть удовлетворять выражению;

Минимальное значение фактической глубины задается таким, чтобы условия взаимодействия абразивных зерен с металлом обеспечивали преимущественное резание.

При обработке невращающимся кругом в процессе его износа на рабочей поверхности образуется площадка износа., гдето есть длина стрелки изношенного сегмента круга.

В численном виде на практике значения термин 5,0 мкм, 1 = 10 — 25 мкм. Однако проведенные нами эксперименты позволили установить, что для снижения волнистости величину натяга необходимо устанавливать больше расчетной, вследствие неоднородности связки круга, структуры обрабатываемого материала и жесткости шпинделя станка. На основании выше изложенного, приведенные величины to«> и L были приняты в качестве исходных при определении фактической величины предварительного натяга между кругом и деталью.

Выполненные исследования при шлифовании различных материалов кругами иэ СТМ на металлической связке позволили установить, что удовлетворительные показатели волнистоети обработанной поверхности получают при установке предварительного натяга между кругом и деталью в пределах

10-45 мкм, что в 2-9 раз превышает,величину упругих отжатий. Причем меньшую величину натяга можно устанавливать при высокой жесткости системы СПИД. Анализ полученного интервала значений величины

25 натяга и выражения (1) показывают, что его можно представить в виде Л = K(tpmln + L), где К = (1 — 1,5) — коэффициент, зависящий от условий обработки, определяется в конкретном случае, Процесс выхаживания проводят.до прекращения сьема металла, При этом необходимо отметить, что при обработке небольших площадей (до 0,1 м ) заявляемым способом обеспечивается незначительный износ работающего участка шлифовального круга при выхаживании.

В случае обработки больших площадей, когда возможно образование значительной площадки износа на рабочей поверхности круга, при выхаживании рекомендуется придавать вращение шлифовальному кругу со скоростью, при которой влияние волнистости на шлифовальном круге не сказывается на обрабатываемой поверхности, т.е. получается волна, имеющая отношение шага к длине более 1000. что не крассифицируется как волнистость.

Связь между формируемой на поверхности волнистостью с динамическими и кинематическими параметрами работающего инструмента можно представить в виде: с гиб.ди>

У— + У огиб.кнн, Ч огиб.дин

ГДЕ огиб.дин. — ПаРаМЕтРЫ КРИВОЙ, СВяэаНные с динамикой процесса;

Усгнб.нн. — ПаРаМЕтРЫ КРИВОЙ, СВЯэаНные с кинематикой формирования неровностей в зависимости от геометрических параметров круга, Экспериментами установлено, что при низкоскоростном шлифовании с окружной скоростью вращения шлифовального круга в пределах от 0 до 5,м/с. Высота волнистости обрабатываемой поверхности Wz не превышает высоту волнистости на шлифовальном круге ЧЧ .

Отсюда можно считать, что при низкоскоростном режиме шлифования динамической составляющей можно пренебречь, тогда волнистость на обрабатываемой поверхности есть кинематическое отображение рабочей поверхности шлифоввльного круга на обрабатываемой поверхности, то есть на обрабатываемой поверхности образуется волна с высотой равной чч и шагом $, который можно определить по формуле где чя и ч — скорость обрабатываемой детали и шлифовального круга;

1830334

1000 W (2) 20

v Н чк — — к — —.

1000 W

Н вЂ” шаг волны на рабочей поверхности шлифовального круга.

Если считать, что волнистость на обрабатываемой поверхности отсутствует, когда отношение ее шага к высоте больше 1000, тогда скорость вращения шлифовального круга, обеспечивающего эти условия можно определить из выражения:

Измерять волнистость на шлифовальном круге можно известными методами.

Причем для кругов, работающих в режиме правки шлифовального круга волнистость на его рабочей поверхности со временем шлифования постоянно изменяется, а для кругов работающих без правки (заявляемый способ) в режиме преимущественно самозатачивания высота волнистости на рабочей поверхности изменяется только в период приработки, с последующей ее стабилизацией. Поэтому для расчетов по выражению (2) волнистость на рабочей поверхности круга измеряют в момент времени, отвечающий стабилизации высоты волнистости.

Определить этот момент можно косвенным путем без прямых измерений шлифовального круга, например, по стабилизации амплитуды вибрации шпиндельного узла с анка в . процессе шлифования. Кроме того волнистость шлифованной поверхности рассматривается в направлении продольной подачи (продольная волнистость) и поперечной подачи (поперечная волнистость) и соответственно определяется формой, как продольного, так и поперечного (осевого) сечения рабочей поверхности шлифовального круга.

Поперечная волнистость, как отмечено ранее, достаточно просто обеспечивается правильным выбором высоты шлифовального круга. Поэтому изложенное выше относится к продольному сечению круга, Выполненные расчеты и их экспериментальная проверка позволили установить, что величина скорости вращения круга»е превышает 0-5 м/с.

Таким образом, совместное выполнение указанных в заявляемом способе шлифования технологических приемов позволяет работать на максимально возможных скоростях шлифования при съеме основного припуска без правки шлифовального круга, что значительно сокращает вспомогательное и основное время обработки и, как следствие, повышает производительность процесса.. установка натяга между обрабатываемой поверхностью и невращающимся кругом в пределах 10-45 мкм при выхаживании обеспечивает сьем высоты волнистости после черновой обработки,что повышает качество обрабатываемых поверхностей. При шлифовании больших площадей, на этапе выхаживания круг вращают со скоростью определяемой из выраH жеиия vt, = — р —, где ч — скорость

1000 W обрабатываемой детали; W и Н вЂ” высота и шаг волнистости на рабочей поверхности круга соответственно, что не снижает жесткости системы СПИД. а обеспечивает повышение стойкости инструмента.

П р им е р, В лабораторных условиях на шлифовальном стайке над ЗГ71М проводили шлифование образца иэ стали Х12М площадью 250 х 150 мм, СОК вЂ” 0,3 $-й раствор кальционированной соды, шлифовальный круг — IAAF 250К40К76Х5 — А Сб — 50/40М—

М04 — 4, При выхаживании величины предварительного натяга составляла 20 мкм. При этом в сравнении с прототипом изобретения производительность обработки возросла íà 10

О „что сократило вре .я выхаживания на 1,4 мин при одновременном улучшении параметоов качества поверхности Я, и Wz ) на

30 — 60 „4. При этом износ алмазного круга в сравнении с обработкой по прототипу не изменился.

Результаты обработки с другими параметрами заявляемого способа сведены в таблицу.

Формула изобретения

1. Способ шлифования, при котором кругу при сьеме основного припуска сообщают вращение в условиях относительного перемещения детали и инструмента, а во время выбега последнего перед выхаживанием производят торможение круга до его останова или до заданного значения скорости его вращения, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обработки, во время выбега кругу сообщают подачу, превышающую в 2-9 раз подачу на этапе выхаживания за счет упругих отжатий, созданных на этапе съема основного припуска.

2. Способ по и. l, отличающийся тем, что величину скорости вращения круга после торможения выбирают по формуле .",H а(Л(Сот", (Л Иа(ВОЛНЧС яСТУ Иа

"ОадО1- .ЕЙ П ОаеpXНОСT(л1 Кр1/Га СООтеа т С": БЕННО. (дЕ 1/(, "- С, «I рО,", р(п П," «7ЕМЕ(ЦЕН121, . дет-З (1

ЛН:

jloc1l rÂol!I, о ПО«бзятслп прОИесеб

1 Пс пособу прототипу

По збяяляеиому способу

\О

Не требуетсл

Г"

5,2 1

3.0

109

3.8

0,3 ( I 20

2,9

:,2 I

Оьб ( (!

2.0

| (1 3

021

01 .; (1

0.3

О "

02

1

0.3

0.3 l,0 2,3

РЕдактор

Заказ 2513 TMpBÆ Пс11/1(NC(loe

ВНКМПИ Государсгвеннота (гомрттета по (бзобретентллм р(открытия(м при ГКНТ СССР

1! 3025, Ь1оскеа, . К-313, Раевская наб,. 4/ 5

Произнодстеенна-л21дательскр((1 ког/(ттннат "1(1атент", f, /Зк(ород,-ул.Гагарина, 101

Вреил бблш1 иров1и, мин (По прототипу болансирззки

OCyIOlOCT212OTi НЕПОттоо "СТОЕННО НЗ Стаи«Е С

ИСПОЛЬЗОГ21!И,l! О! GPOffofoff

Ii8 типа 72 H еольтгкетрэ с усилитолеи модель 30 - 1, оо заяоляеыо1лу criособу- но бблсп1сироео пик по«из«1.

Время пперацги. пробки шт1ифоеяльно-о г«руеб, i«lot

Изтяг киот«ду «pyfof« и Леталью, икн

Достигзенбя произ".oflofeno- (з ность съема припускэ, ткяи

/ 1З111.

Boor!2 яыхзхигбния, иин

Достигаемая шерохсб, гость по пбрб1«етру f!1 12«и

Достигоетяое знб 121тне п".га.".отеля Волнистости (!такса"итlльнос зняяеннп нтт трассе профилогрэфироязиия), «««I. 1Я/Е

ИЗ11ОС круга. Нг/ г(orooc!o телытий раскол, алыбзоа j

Состае(";тель (О.Нотеоселоа

Гехред М,5Лорт-ентал Корректор PI,Лиарлнц