Способ обработки наружных фасонных поверхностей вращения

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при окончательной обработке поверхностей желобов внутренних колец подшипников. Обработку наружных фасонных поверхностей вращения ведут инструментом в виде ленты, перематываемой с одной бомбины на другую и имеющей набегающий и сбегающий участки. Ее вводят в контакт с обрабатываемой поверхностью заготовки и сообщают последней вращение вокруг ее оси. Ленту используют круглого сечения с радиусом, равным наименьшему радиусу кривизны вогнутой части профиля обрабатываемой поверхности заготовки. Сообщают ленте дополнительное вращение вокруг ее центральной оси путем одновременного поворота поперечного сечения набегающего и сбегающего участков вместе с соответствующими бобинами. Скорость дополнительного вращения выбирают из условия обеспечения не менее 3-8 оборотов поперечного сечения ленты за время обработки одной заготовки. Такие действия расширяют технологические возможности за счет обработки тороидальных поверхностей и повышают стойкость ленты. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению. Область применения способа обработки - окончательные операции обработки наружных фасонных поверхностей вращения, преимущественно тороидальных поверхностей, например колец подшипников качения и других аналогичных деталей в подшипниковой и других отраслях машиностроения.

Известны аналогичные способы обработки наружных фасонных поверхностей вращения, при которых используют инструмент-ленту, а заготовку вращают (а.с. , а. с. СССР N 1400861, B 24 B 21/00, БИ, 21, 1988; 1796417, B 24 B 21/00, 21/16, БИ, 7, 1993; 1602702, B 24 B 21/00, БИ, 40, 1990) вокруг своей оси и вводят их в контакт друг с другом. Аналогичные способы высоки по производительности. Но имеют недостаток: ограничены по технологическим возможностям и стойкости ленты.

В качестве прототипа наиболее близко по своей технической сущности может быть принят способ обработки (а.с. N 1465278, B 24 B 21/00, БИ, 10, 1989), при котором применяют инструмент-ленту, покрытую абразивом, перематываемую с одной бобины на другую, а заготовке сообщают вращение вокруг ее оси и перемещают относительно инструмента-ленты, поджимаемого к заготовке. Способ-прототип в осуществлении высок по производительности. Однако он имеет недостаток: мала стойкость ленты и ограничены технологические возможности - не позволяет обрабатывать тороидальные поверхности.

Заявляемый способ обработки лишен указанных выше недостатков.

Сущность изобретения состоит в том, что в способе обработки наружных фасонных поверхностей вращения, преимущественно тороидальных, при котором инструмент в виде ленты, покрытой абразивом, перематываемой из одной в другую бобину, и имеющей набегающий и сбегающие участки, вводят в контакт с обрабатываемой поверхностью заготовки, а заготовке сообщают вращение вокруг ее оси, берут ленту круглого сечения с радиусом, равным наименьшему радиусу кривизны вогнутой части профиля обрабатываемой поверхности заготовки, из пластичного материала, например капрона, с более твердой и прочной сердцевиной, сообщают ей дополнительное вращение вокруг ее центральной оси путем одновременного поворота поперечного сечения с одинаковой скоростью в разные стороны набегающего и сбегающего участков вместе с соответствующими бобинами, а скорость дополнительного вращения выбирают из условия обеспечения не менее 3-8 оборотов поперечного сечения ленты за время обработки одной заготовки.

Отличительными признаками заявляемого способа обработки по сравнению со способом-прототипом являются: 1) изменение структуры способа - введение нового действия, а именно дополнительного вращения поперечного сечения инструмента-ленты вокруг его центральной оси; 2) изменение инструмента - круглого сечения и из пластичного материала с более твердой и прочной сердцевины, с радиусом, равным наименьшему радиусу кривизны продольного профиля обрабатываемой поверхности заготовки.

Реализация названных отличительных признаков позволяет решить актуальную техническую задачу: увеличить стойкость инструмента и повысить точность формы обрабатываемой поверхности, а именно формы образующей. Стойкость инструмента удается повысить за счет того, что увеличивается рабочая площадь его. Поэтому износ и нагрев протекает более равномерно. Точность формы образующей обрабатываемой поверхности увеличивается за счет изменения траектории движения абразивных зерен и самого тела инструмента (сложением двух движений: главного и дополнительного) и равномерного износа по рабочей поверхности инструмента.

Таким образом, реализация отличительных признаков позволяет обеспечить выполнение технической задачи, они отсутствуют во всех известных технических решениях, поэтому они являются существенными.

Заявляемый способ обработки может быть использован и для обработки поверхностей вращения со сложным профилем. При этом диаметр поперечного сечения инструмента-ленты выбирают из условия равенства наименьшему радиусу кривизны вогнутой части профиля обрабатываемой поверхности заготовки.

На фиг. 1 представлена общая схема способа обработки с необходимыми устройствами; на фиг. 2 - разрез АА.

Заготовку 1 с ее обрабатываемой поверхностью 2 в виде, например, внутреннего кольца шарикоподшипника и его беговой дорожной, имеется возможность устанавливать базовым отверстием 3, например, в цанговый патрон 4, барабана 5 многошпиндельного специального станка. При этом барабан 5 содержит, например, четыре шпинделя, и заготовка 1 может занимать последовательно четыре позиции I, II, III, IV, соответственно. В первой позиции заготовку 1 могут устанавливать, а после обработки в остальных позициях - снимать с цангового патрона 4. Барабан 5 имеет возможность поворачиваться поочередно на 90o - при четырехпозиционной схеме. Во второй II, третьей III и четвертой IV позициях заготовка 1 получает вращение вокруг своей оси и имеет возможность войти в контакт с инструментом-лентой 6. Инструмент-лента 6 одним концом закреплен на первой бобине 7, а вторым - на второй бобине 8. Каждая из бобин имеет возможность вращаться поочередно после полного прогона инструмента-ленты 6 по часовой, а затем против часовой стрелки, соответственно. Инструмент-лента 6 имеет набегающий 9 и сбегающий 10 участки, перемещаемые со скоростью резания, а также рабочий участок 11, на протяжении которого он может охватывать по дуге и контактировать с обрабатываемой поверхностью 2 заготовки 1. В зоне барабана 5 установлены устройство 12 для нанесения абразивной пасты на инструмент-ленту 6, устройство 13 для очистки инструмента-ленты 6, устройства 14, предохраняющие соскакивание инструмента-ленты 6. Бобины 7, 8 имеют привод (условно не показан) для вращения их вокруг осей О3 и О4 соответственно. При этом инструмент-лента 6 перематывается, например, с первой бобины 7 на вторую. Во второй позиции II с обрабатываемой поверхности снимается треть припуска, в третьей позиции III - следующая треть припуска и, наконец, в четвертой позиции IV - остаток припуска. После полного цикла первая заготовка 1, полностью обработанная, возвращается в первую позицию, где снимается из цангового патрона 4. С началом рабочего цикла обработки заготовки 1 включается устройство 12, с помощью которого наносят абразивную пасту на инструмент-ленту 6, и устройство 13, с помощью которого очищают инструмент-ленту 6 от отработанной абразивной пасты и частиц снятого металла. Имеется возможность одновременно включить привод дополнительного вращения набегающего участка 9 и сбегающего участка 10 инструмента-ленты 6 вместе с первой 7 и второй 8 бобинами вокруг собственных центральных осей О1О1 и О2О2, соответственно, в разные стороны с одинаковыми угловыми скоростями. При этом приводятся во вращение вокруг собственных центральных осей и рабочие участки 11 инструмента-ленты 6. В результате дополнительного вращения абразивные зерна, вкрапленные в инструмент-ленту 6, становятся работающими по всей его площади. Угловая скорость дополнительного вращения инструмента-ленты 6 выбирается из соображений обеспечения 3-8 оборотов его за время цикла полной обработки одной заготовки. Это обусловлено обеспечением благоприятных условий деформирования инструмента-ленты 6 на рабочих участках и равномерности его износа.

Пример конкретного выполнения. Требуется обработать поверхность желоба партии внутреннего кольца шарикоподшипника типа 204. Размеры кольца: наружный диаметр 27,3-0,08-0,04мм, внутренний диаметр 20-0,008 радиус образующей желоба (тороидальной поверхности) 8,09+0,08 мм. Заготовки после операции чистового шлифования поверхности желоба устанавливают на четыре шпинделя барабана специального четырехшпиндельного станка. В качестве инструмента берут капроновую ленту круглого сечения с диаметром 8,2 мм, с сердцевиной из кордовой резины конечной длины, зависящей от емкости бобин. Один конец ленты заправляют через устройство с роликами в первую бобину, другой - во вторую. Берут абразивную пасту с окисью алюминия и абразивными зернами размером до 5 мкм. Надевают инструмент-ленту на установленные заготовки и устанавливают натяжение его в 3 кг с помощью устройства натяжения (условно не показанного). Включают вращение заготовки с частотой вращения 150 мин-1. Включают приводы бобины, обеспечивающие линейную скорость инструмента-ленты в 15 м/с. Включают механизм очистки инструмента-ленты. Включают привод дополнительного вращения инструмента-ленты вокруг центральных осей набегающего, рабочего и сбегающего участков вместе с первой и второй бобинами с частотой вращения 80 мин-1. Барабан поворачивается из позиции в позицию по команде от реле времени через 15 с. Обработанные поверхности желоба заготовок заявленным способом обработки имели более равномерную шероховатость (Ra = 0,05-0,07 мкм) и волнистость (уменьшена с 1,1-0,8 до 0,1-0,4 мкм). Огранка уменьшена с 1,0-1,5 до 0,5-0,8 мкм. Стойкость инструмента-ленты увеличена в 3 раза.

Экономическая эффективность заявляемого способа обработки может быть определена, как сумма экономий за счет уменьшения расходов на инструмент, уменьшения потребного количества подшипников, кольца которых обработаны данным способом.

Формула изобретения

Способ обработки наружных фасонных поверхностей вращения, преимущественно тороидальных, при котором инструмент в виде ленты, покрытой абразивом, перематываемой из одной в другую бобину и имеющей набегающий и сбегающий участки, вводят в контакт с обрабатываемой поверхностью заготовки, а заготовке сообщают вращение вокруг ее оси, отличающийся тем, что берут ленту круглого сечения с радиусом, равным наименьшему радиусу кривизны вогнутой части профиля обрабатываемой поверхности заготовки, из пластичного материала, например капрона, с более твердой и прочной сердцевиной, сообщают ей дополнительное вращение вокруг ее центральной оси путем одновременного поворота поперечного сечения с одинаковой скоростью в разные стороны набегающего и сбегающего участков вместе с соответствующими бобинами, а скорость дополнительного вращения выбирают из условия обеспечения не менее 3 - 8 оборотов поперечного сечения ленты за время обработки одной заготовки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области технологии абразивной обработки и может найти применение в технологических процессах шлифования, в том числе поверхностей двойной кривизны, например рабочих поверхностей турбинных лопаток

Изобретение относится к финишной обработке входных и выходных кромок пера лопаток газотурбинных двигателей

Изобретение относится к абразивной обработке изделий, в частности к шлифованию фасонной поверхности абразивной лентой

Изобретение относится к области абразивной обработки заготовок деталей машин и может быть использовано при доводке поверхностей пералопаток турбомашин

Изобретение относится к ленточному шлифованию и может быть использовано для реализации ленточного шлифования валов с равноосным контуром, применяемых в различных отраслях народного хозяйства

Изобретение относится к обработке металлов и может быть использовано как для шлифования внутренних и наружных поверхностей днищ и обечаек, так и для обработки торцов, переходов и фасок днищ для аппаратов пищевой и химической промышленности

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для шлифования абразивной лентой профильных поверхностей деталей, в частности диафрагмы нагнетателя газотурбинной установки

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении механических деталей из титана или титанового сплава, в частности лопастей реактивного двигателя

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при абразивной обработке, в частности, кромок лопаток газотурбинных двигателей

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при полировании криволинейных кромок пера лопатки газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при шлифовании криволинейных кромок пера лопатки газотурбинного двигателя

Изобретение относится к изготовлению деталей типа лопатки турбомашины. Прецизионной ковкой получают заготовочную деталь. После операции ковки измеряют геометрические характеристики заготовочной детали и сравнивают их с теоретической моделью, в которой заданы геометрические характеристики получаемой детали. На поверхности заготовочной детали определяют несоответствующие зоны и количество материала, которое необходимо удалить в каждой несоответствующей зоне для приведения ее в норму. Заготовочную деталь шлифуют абразивной лентой. При этом управляют удалением материала путем изменения скорости движения детали относительно абразивной ленты в продольном направлении детали. Параметры абразивной ленты поддерживают постоянными. В результате обеспечивается уменьшение трудоемкости изготовления деталей и повышение их качества. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при механической обработке изделий на ленточных полировальных машинах. Механизм для перемещения отделочных кругов расположен с внутренней стороны абразивной ленты полировальной машины. Он содержит расположенные на боковой стороне рамы полировальной машины рельсовые направляющие с ползунками, с каждым из которых неподвижно соединен отделочный круг. На упомянутой раме вблизи каждого из ползунков установлен соединенный с ним приводной элемент с возможностью приведения в действие соответствующего приводному элементу отделочного круга и прижатия его к внутренней стороне абразивной ленты. Криволинейная поверхность обода каждого из отделочных кругов имеет различную кривизну. В результате обеспечивается повышение производительности и точности полирования изделий с криволинейной поверхностью сложной геометрической формы. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для чистовой обработки на ленточно-полировальных станках криволинейных поверхностей разной кривизны. Станок содержит электродвигатель и соединительную опору. Центральная часть соединительной опоры жестко соединена с выходным валом электродвигателя. Вокруг соединительной опоры предусмотрены несколько самостоятельно вращающихся опорных отделочных колес, криволинейная поверхность обода каждого из которых имеет разную кривизну. Отделочные колеса на соединительной опоре распределены по одной окружности с центром на выходном валу электродвигателя. Соединительная опора приводится электродвигателем во вращение для прижатия одного из отделочных колес на соединительной опоре к обратной стороне абразивной ленты полировального станка. В результате обеспечивается эффективная непрерывная чистовая обработка детали с разными криволинейными поверхностями. 18 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при окончательной обработке поверхностей желобов внутренних колец подшипников

Наверх