способ шлифования многоступенчатых деталей
Классы МПК: | B24B1/00 Способы шлифования или полирования; применение вспомогательного оборудования в связи с такими способами (способы, отличающиеся использованием особых станков или устройств, см соответствующие рубрики для этих станков или устройств) B24B5/02 с центрами или патронами для зажима обрабатываемых изделий B24D5/00 Абразивные круги с цементирующими веществами или круги со вставными абразивными брусками для обработки изделий своей периферийной частью; втулки и крепежные приспособления для них |
Автор(ы): | Филин А.Н., Рахчеев В.Г., Горшенин В.С. |
Патентообладатель(и): | Самарский государственный технический университет |
Приоритеты: |
подача заявки:
1999-04-19 публикация патента:
10.06.2001 |
Изобретение относится к обработке многоступенчатых деталей и может найти применение при обработке беговых дорожек лап и шарошек буровых долот. Шлифование ступеней производят соосно установленными кругами, перепады диаметров которых соответствуют перепадам диаметров обрабатываемых ступеней детали. Круги имеют прерывистые рабочие поверхности, образованные чередующимися выступами и впадинами. Используют круги с увеличивающейся в направлении от периферии кругов к центру длиной режущих выступов, определяемой из условия постоянства толщины снимаемого слоя во всех поперечных сечениях ступеней. Приведены формулы для расчета длин режущих выступов большого и малого кругов в зависимости от окружных скоростей предельно изношенного малого круга, малой и большой ступени детали, диаметров кругов и ступеней детали и частоты вращения кругов. Такие действия позволяют обрабатывать все ступени детали при одинаковых условиях до полного износа кругов, что повышает производительность шлифования и сокращает расход абразивных кругов. 1 табл., 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
Способ шлифования многоступенчатых деталей, включающий шлифование ступеней соосно установленными прерывистыми кругами, имеющими перепады диаметров, соответствующие перепадам диаметров обрабатываемых ступеней детали, и рабочие поверхности, образованные чередующимися выступами и впадинами, отличающийся тем, что используют прерывистые круги с увеличивающейся в направлении от периферии кругов к центру длиной режущих выступов, определяемой для малого и большого кругов из условия постоянства толщины снимаемого слоя во всех поперечных сечениях ступеней взаимодействующих поверхностей круга и детали до полного износа малого круга соответственно по формулам![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168406/2168406-15t.gif)
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168406/2168406-16t.gif)
где lni(1-1), lni(11-11) - длина режущих выступов i-го радиуса соответственно малого и большого кругов;
Vк.изн. - окружная скорость предельно изношенного малого круга;
Vd(1-1) - окружная скорость малой ступени детали;
Vd(11-11) - окружная скорость большой ступени детали;
d(1-1) - диаметр малой ступени детали;
d(11-11) - диаметр большой ступени детали;
Di(1-1), Di(11-11) - диаметр соответственно малого и большого кругов на i-ом радиусе;
Dк.изн(1-1) - диаметр предельно изношенного малого круга;
nш - частота вращения кругов.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к обработке многоступенчатых деталей и может найти применение, например, при обработке беговых дорожек лап и шарошек буровых долот. Известен сборный шлифовальный инструмент (А.с. N 872238 B 24 D 5/00//B 24 D 17/00, Б.И. N 38, 1981), содержащий корпус, на котором установлены абразивные круги с прерывистой рабочей поверхностью, образованной чередующимися выступами и впадинами, боковые поверхности выступов в радиальном направлении имеют криволинейную форму, определяемую из соотношенияl = Rl
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168017/945.gif)
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168305/8226.gif)
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168017/945.gif)
где l - длина дуги рабочего участка выступа на Ri радиусе круга;
R1- первоначальный радиус шлифовального круга;
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168017/945.gif)
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168017/945.gif)
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168406/2168406-2t.gif)
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168406/2168406-3t.gif)
где lni(1-1), lni(11-11) длина режущих выступов i-го радиуса соответственно малого и большого кругов;
Vк.изн(1-1) - окружная скорость предельно изношенного малого круга;
Vd(1-1) - окружная скорость малой ступени детали;
Vd(11-11) - окружная скорость большой ступени детали;
d(1-1) - диаметр малой ступени детали;
d(11-11) - диаметр большой ступени детали;
Di(1-1), Di(11-11) - диаметр соответственно малого и большого кругов на i-ом радиусе;
Dк.изн(1-1) - диаметр предельно изношенного малого круга;
nш - частота вращения кругов. Отличительными признаками являются:
Использование прерывистых кругов с увеличивающейся в направлении от периферии кругов к центру длиной режущих выступов, определяемой из условия постоянства толщины снимаемого слоя во всех поперечных сечениях ступеней взаимодействующих поверхностей круга и детали до полного его износа. Признак обеспечивает постоянство: нагрузки на шлифующее зерно; силы резания, развиваемой одним зерном в каждом сечении; контактной температуры в зоне шлифования и все остальные параметры процесса шлифования. Это приводит к достижению равномерного качества поверхностного слоя каждой детали в партии, а следовательно, и к обеспечению высокой точности перепадов диаметров детали. Толщины слоев (срезов), снимаемых каждым абразивным зерном с учетом режимных параметров (скорости круга, скорости детали и подачи), а также размерных параметров обрабатываемой поверхности и шлифовального круга (диаметр детали, диаметр шлифовального круга и его ширина) при внутреннем шлифовании определяются по Маслову Е.Н. (Е.Н. Маслов. Теория шлифования металлов. М. Машиностроение, 1974, 320 с., по формуле (62), с. 71).
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168406/2168406-4t.gif)
где аz max - максимальная толщина слоя, снимаемого одним шлифующим зерном, мм;
D, d - диаметры круга и детали соответственно, мм;
Vкр - окружная скорость круга, м/с;
Vd - окружная скорость детали, м/мин;
tф = n
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168305/8226.gif)
lф = 3.5
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168305/8226.gif)
- диаметр малой ступени детали 2", равный 41.7 мм;
- диаметр большой ступени детали 3", равный 70.7 мм;
Шлифовальные круги:
- исходный диаметр малого круга 2, равный 31 мм;
- предельно изношенный диаметр малого круга 2, равный 21 мм;
- исходный диаметр большого круга 3, равный 60 мм;
- предельно изношенный диаметр большого круга 3, равный 50 мм. Режимные параметры:
- частота вращения шлифовальных кругов nш = 14000 об/мин;
- частота вращения детали nd = 30 об/мин;
- наибольшая фактическая глубина резания одним шлифующим зерном tф n
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168305/8226.gif)
tф = 0.1
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168305/8226.gif)
где 1-1, 11-11, ... , n-n - поперечные сечения обрабатываемых ступеней детали. az(11-11) исх = az(11-11) 50% изн) = ... = az(n-n) изн = c = const. Для обеспечения условия (3) необходимо с помощью формулы (2) определить аz в поперечных сечениях малой и большой ступеней детали соответственно и приравнять их правые части. Толщина срезаемого слоя предельно изношенным малым кругом:
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168406/2168406-5t.gif)
Толщина срезаемого слоя одним зерном на i-м радиусе малого круга:
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168406/2168406-6t.gif)
Толщина срезаемого слоя на i-ом радиусе большого шлифовального круга:
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168406/2168406-7t.gif)
Так, для выполнения условия аz изн (1-1) = azi (1-1) необходимо определить длины режущих выступов малого круга lni(1-1). Для этого приравняем правые части выражений az изм (1-1) и azi (1-1).
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168406/2168406-8t.gif)
Затем в правой части данного равенства выражение
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168049/960.gif)
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168305/8226.gif)
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168049/960.gif)
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168305/8226.gif)
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168305/8226.gif)
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168305/8226.gif)
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168049/960.gif)
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168305/8226.gif)
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168406/2168406-9t.gif)
Таким образом обеспечивается постоянство толщины аz при износе малого круга. Для обеспечения условия постоянства аz для всех поперечных сечений ступеней взаимодействующих поверхностей круга и детали необходимо выполнить условие: аz изн(1-1) = azi(11-11). Аналогично приравниваем правые части выражений для аz изн(1-1) и azi(11-11).
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168406/2168406-10t.gif)
Затем в данном равенстве входящее в формулу скорости круга ((
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168049/960.gif)
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168305/8226.gif)
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168305/8226.gif)
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168305/8226.gif)
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168049/960.gif)
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168305/8226.gif)
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168049/960.gif)
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168406/2168406-11t.gif)
Так, например, вычислим необходимую длину режущих выступов круга в сочетании 1-1 на диаметре D1(50%) изн = 26 (мм).
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168406/2168406-12t.gif)
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168406/2168406-13t.gif)
lni(1-1) = 51,5 (мм). По формуле (4) вычислим значение длины режущих выступов круга в сечении 11-11 на диаметре Dисх = 60 (мм).
![способ шлифования многоступенчатых деталей, патент № 2168406](/images/patents/303/2168406/2168406-14t.gif)
ln(60)(11-11) = 35,9 (мм). Аналогично вычисляются длины режущих выступов в сечении 11-11 для остальных значений диаметров. В таблице приведены расчетные значения суммарных длин режущих выступов, обеспечивающие постоянство толщины срезаемого слоя аz до полного износа шлифовальных кругов. Из таблицы следует, что условие (3) выполнено. Толщины слоев, снимаемых одним шлифующим зерном, в сечении 1-1 и 11-11 до полного износа шлифовальных кругов постоянны и составляют 0.00196 мм. Таким образом, ступени 2" и 3" детали 4 обрабатываются при одинаковых условиях шлифования. Кроме этого, данное постоянство сохраняется для каждой детали в партии до полного износа шлифовальных кругов. Это приводит к повышению ряда дополнительных технико-экономических показателей процесса врезного шлифования: сокращению расхода абразивных кругов и дорогостоящего правящего инструмента, повышению производительности обработки. Создаются условия для широкого использования этого инструмента в автоматическом цикле процесса шлифования.
Класс B24B1/00 Способы шлифования или полирования; применение вспомогательного оборудования в связи с такими способами (способы, отличающиеся использованием особых станков или устройств, см соответствующие рубрики для этих станков или устройств)
Класс B24B5/02 с центрами или патронами для зажима обрабатываемых изделий
Класс B24D5/00 Абразивные круги с цементирующими веществами или круги со вставными абразивными брусками для обработки изделий своей периферийной частью; втулки и крепежные приспособления для них
абразивный инструмент - патент 2523157 (20.07.2014) | ![]() |
алмазный отрезной круг - патент 2519449 (10.06.2014) | ![]() |
модульный шлифовальный инструмент для обработки отверстий - патент 2517671 (27.05.2014) | ![]() |
узел инструмента и инструмент для отрезного или пильного станка - патент 2513610 (20.04.2014) | |
абразивный инструмент (варианты) - патент 2507056 (20.02.2014) | ![]() |
шлифовальный круг - патент 2503535 (10.01.2014) | ![]() |
абразивный инструмент (варианты) - патент 2501645 (20.12.2013) | ![]() |
отрезной круг - патент 2498892 (20.11.2013) | ![]() |
способ упрочнения абразивных кругов - патент 2497652 (10.11.2013) | ![]() |
способ изготовления отрезного алмазного круга - патент 2479410 (20.04.2013) | ![]() |