Абразивный инструмент

союз СОВетскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 09) (И) а 1 4 В 24 В 5/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ордена Трудового Красного Знамени институт сверхтвердых материалов АН УССР(54) (57) АБРАЗИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ, со-.держащий цилиндрический корпус, напериферии которого закреплен расположенный по спирали абразивосодержащийслой прямого профиля, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, .с целью повыше ния качества обработки, на перифериикорпуса дополнительно закреплен абра 7зивосодержащий слой плоского прямогопрофиля, при этом наружные диаметры.абразивосодержащих слоев выбраны изусловияП=(6+0,008)-(4+0,02),где Р, 6 - наружные диаметры абразивных слоев соответственносспирального иплоскогопряйого профилей,50 55 Изобретение относится к инструментальному производству и касаетсяконструкций абразивных инструментов,которые могут быть использованы при,чистовой обработке.Целью изобретения является повыше"ние качества обработки при снятиибольших неравномерных припусков путем уменьшения деформации в любойобрабатываемой точке по гиперболическому закону.На чертеже изображен абразивныйинструмент в процессе обработки вала,общий вид,Абразивный инструмент соДержитцилиндрический корпус 1, на периферии которого закреплен расположенныйпо спирали абразивосодержащий слой2 прямого профиля и абразивосодержащий слой 3 плоского прямого профиля.Абразивосодержащий спиральный слойсодержит порошки более мелкой зернистости и удален на большее расстояние (6=4-10 мкм) от оси инструмента,чем абразивосодержащий слой плоскогопрямого профиля.Наружные диаметры абразивосодержащих слоев выбраны .из условия1)=(6+0,008)-(с 1+0,02),где Р, о. - соответственно наружныедиаметры спирального ипрямого профиля, мм. Абразивный инструмент вращается с угловой скоростью (д и перемещается с продольной подачей Б, Величина деформации технологической системы определяется нормальными составляющими сил резания . Р. , Р , Р , которые связаны зависимостьюР, -Р, +Ргде Р . Р - нормальные составляю 5 ф 3 сщие сил резания,обусловленные соответственно режущим элементом прямого профиляи режущим элементомспирали;Р - суммарная нормальнаясоставляющая. Под действием Р, Р,. происходят контактные деформации у, у абраэивасодержащих элементов в зонах резания А и Б, а под действием Ру - деформация оси шпинделя инструмента у и оси детали.При резании периферия абраэивосодержащих спирального слоя перемещается на величину деформации у+ус,0 15 20 25 30 35 40 45 а периферия слоя плоского прямогопрофиля - на величину у+у; относительное смещение слоев друг относительно друга равно у -у . С учетомудаления Ь величина превышения абразивосодержащего спирального слоя надплоским прямым профилем при резанииравна Ьф =дну -уф, .сВходящая в выражение сумма=+у (1)является припуском, который отводит"ся под обработку абраэивосодержащимспиральным слоем.Степень постоянства припуска Гзависит от величины колебания кон"тактного перемещения у,Зона резания А абраэивосодержащего слоя плоского прямого профиляперемещается по поверхности вала сглубиной резания Сп=60-200 мкм. Применяемые в практике машиностроениякруги для работы с такой глубинойрезания имеют достаточно высокую контактную жесткость, для них, как показали экспериментальные исследования, величина контактных деформацийне превышает нескольких микрометрову =1-3 мкм.иКолебания глубины резания, обусловленные неравномерностью расположенного припуска по поверхности, приводят к колебанию контактной деформации в пределах десятых долей микрометра. Это обстоятельство позволяетс достаточно высокой точностью считать, что величина припуска Г подобработку абразивосодержащим спиральным слоем за время одного прохода инструмента вдоль длины деталибудет постоянна и равна 4-12 мкм,Зона резания Б абразивосодержащего спирального слоя при вращении инструмента многократно пересекает любую обрабатываемую точку поверхности. Выберем точку на поверхности валаи рассмотрим ее обработку спиралью,При первом пересечении спиралью выбранной точки глубина резания 1с обусловленная действием нормальной составляющей силы резания Рс, , будет определяться зависимостями:с =г ус ьУс Чс с фгде у - контактная деформация абсраэивосодержащего слоя спи;64 35 Подписное ВНИИПИ Заказ 3435/1 ОТираж 740 Произв.-полигр, пр-тие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 3 12405рали под действием нормальной составляющей Р1 с ф- контактная жесткость абрасзивосодержащей спирали;Г - прилуск при первом проходе.Г =Г.При втором пересечениисг г Ус фсг 1 сг сгде Г - величина припуска при втором проходег УсПри третьем пересечении выражения аналогичны и т.д.Учитывая, что 151, БАКРгде 1- фактическая глубина резания;К - коэффициент пропорциональности,можем для любого пересечения спиралью 20выбранной точки записатьтс, =сРРассмотрим (-1)- и -е пересечения.Из уравнений: 25тс, =г,-у,у, -Рс; Йс фполучимРч =Рс (с+)( 30Из уравнения (2) следует, что нормальная составляющая силы резанияпри каждом пересечении уменьшается всоответствии с геометрической прогрессией, что соответствует уменьшению по гиперболическому закону.Чем меньше нормальная составляющаясилы резания при обработке абразивным инструментом, тем меньше высотаполучаемых микронеровностей на ло 40верхности. Уменьшение деформации погиперболическому закону позволяетза 6-8 пересечений для данной зернистости достигнуть наивысшей чис-.тоты поверхности.45Эффективность работы абразивосодержащей спирали повышается лриуменьшении лрипуска Г, который онаснимает, так как лри этом скачкообразное изменение силы резания спирали, обусловленное ее врезанием в50припуск, будет уменьшаться. Следовательно, в идеальном случае величинапревьппения 6 =ООднако с учетом того,что обрабатываемая поверхность не идеальная, а с микропрофилем, необходимо, чтобы этот лрипуск Г был не меньше, чем максимальная высота микронеровностей В , оставшаяся посмакс фле обработки абразивосодержащим слоем прямого профиля. В противном случае абразивосодержащая спираль не снимет следы предшествующей обработки. Следовательно, оптимальная величина превышения ВмаксЗначение В можно определитьэкспериментально при теоретически.Вдля операции шлифования лежитМаксв пределах 4-10 мкм.Абразивосодержащие спиральный иплоский прямой профили сниМают различный припуск, поэтому для благоприятных условий эксплуатации инструмента необходимо, чтобы элементы имели различную зернистость, которую можно рассчитать по известным методикам. Спиральный слой снимает меньший лрилуск, следовательно, и зернистость его должна быть меньше. Мелкозернистый инструмент оставляет меньшие царапины, что позволяет дополнительно улучшить качество поверхности.Предлагаемым абразивным инструментом за один проход лри снимаемом припуске 60-200 мкм достигается пероховатость поверхности, соизмеримая с операцией сулерфиниширования, В, = =03-006 мкм.Известным абразивным инструментом, содержащим только спиральный абразивосодержащий слой, снимается прилуск, не превышающий 8-12 мкм, и достигается такая же шероховатость поверхности. При этом, учитывая неравномерность расположения припуска, необходимо сделать несколько проходов. Плоский круг прямого профиля позволяет снимать такой же припуск, что и предлагаемый абразивный инструмент (60-200 мкм), но при этом шероховатость поверхности будет хуже (Вц= ,2-0,2 мкм), что обусловливает применение доводочных операций.При обработке предлагаемым инструментом примерно в 2 раза повьппается производительность обработки, так как сокращается количество проходов и вместо двух операций применяется одна.