Способ нагружения деталей при обработке плоских поверхностей

, И. М нышев ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Специальное констгические бюро при Гомкуумном заводе(72) В,. С. Кондратени А. П, Хлебоказов 56) Авторское свидетельство СС М 1556000, кл, В 24 В 37/04, 198(54) СПОСОБ НАГРУЖЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ПР ОБРАБОТКЕ ПЛОСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ(57) Использование: в электронной, оптикомеханической и других отраслях народного хозяйства для прецизионной абразивной обработки плоских поверхностей деталей, например стеклянных пластин для жидкокристаллических экранов и др, крупногабаритных деталей. Сущность: на притир 1 устанавливают генератор 5 с деталью 6, Над деталью размещают наполненную жидкостью емкость 7 из эластичного материала с определенной толщиной, зависящей от общей нагрузки на деталь, толщины и диаметра и модуля упругости материала емкости, 1 табл., 1 ил.Изобретение относится к алмазно-абразивной обработке и может быть использовано в электронной, оптико-механической и других отраслях народного хозяйства для прецизионной обработки плоских поверх- костей деталей, например, стеклянных пластин для жидкокристаллических экранов и других крупногабаритных деталей,Цель изобретения - повышение качества обработки тонких крупногабаритных деталей с отношением ее толщины к максимальному размеру стороны йд/0 0,01.На чертеже показана схема установки для реализации способа обработки плоских поверхностей.Установка содержит приводную план- шайбу (притир) 1 с закрепленными на ней алмазоносными элементами 2. На притире в зацеплении с центральным 3 и наружным 4 зубчатыми колесами расположен сепаратор 5 с гнездом для размещения детали 6 и емкости 7 с жидкостью 8.Детали обрабатываются следующим образом.На нижний притир 1 устанавливают в зацепление с центральным 3 и наружным 4 зубчатыми колесами сепараторы 5. В гнездо сепаратора укладывают деталь 6, а сверху размещают емкость 7. Придают нагрузку. После загрузки всех сепараторов включают привод вращения притира и подачу СОЖ.При обработке связанным алмазным инструментом плоских поверхностей деталей, у которых отношение толщины к максимальному размеру обрабатываемой поверхности менее 0,01, т. е,( йд/О ) 0,01, не удается получить обработанную поверхность высокого качества по неплоскостности из-за деформации детали в процессе обработки. Установлено, что качество обработки тонких стекол зависит не только отисходной неплоскостности притира, но также и от формы внешней нагрузки. Если форма внешней нагрузки и контактирующей с ней поверхности детали не совпадают, то в процессе обработки возникают зоны локальных напряжений, вызывающие деформацию детали. Так как при дальнейшей обработке поверхность обрабатываемой детали выравняется по плоскости инструмента, то после разгрузкидеталей произойдет изменение профиля обработанной поверхности за счет высокой упругости деталей и их низкой остаточной пластической деформации,Если в гнезде сепаратора разметить деталь, нагрузить емкостью, изготовленной из материала с определенной толщиной и модулем упругости, то очевидно, что данный50 детали и при тех же нагрузках материал не будет идеально копировать контактируемую с ним поверхность детали, что приведет к возникновению локальных деформаций и к ухудшению качества обработки поверхности, Емкость заполняется жидкостью с динамической вязкостью не более 5000 мПа с. Общая нагрузка на деталь состоит из нагрузки емкости с жидкостью и внешней нагрузки. Общая нагрузка на деталь должна соответствовать такой удельной нагрузке, чтобы алмазоносные элементы работали в режиме упругий элемент(емкость) полностью скопирует форму контактирующей поверхности, что наиболее важно в начальный момент обработки, когда сошлифовываются высту пающие участки обрабатываемой детали.Избыточное давление на эти участки будет перераспределяться согласно закону Паскаля по всем направлениям, т. е. по всей емкости. Кроме того, неплоскостность 10 внешней нагрузки, т. е. емкости с жидкостью, будет идеальной, т. к, верхняя поверхность жидкости всегда горизонтальна и имеет нулевую неплоскостность.Экспериментально установлено, что 15 модуль упругости материала, из которогоизготовлена емкость, имеет значение порядка 10 ГПа, т. к, материал должен быть эластичным и влагонепроницаемым,Помимо правильного выбора упругих 20 свойств материала емкости для достиженияпоставленной цели необходимо определить оптимальную толщину материала, из которого изготовлена емкость, которая задается следующим соотношением, исходя из экс периментальных исследований500 Р 1000 Р(575 Е. -Д;7 б Е;где Р - общая нагрузка на деталь, Р=0,56 кГс;30 Ьд - толщина обрабатываемой детали, м;О - диаметр или максимальный размерстороны обрабатываемой детали, м;Ее - модуль Юнга материала емкости,ГПа, Ее=8,612,8 ГПа;35 Ье - толщина материала емкости, м.Очевидно, что чем тоньше материал,тем более идеально под действием жидкости он будет копировать контактируемую с ним поверхность детали. Однако очень тон кие материалы под действием нагрузки будут разрываться, Значение коэффициента в формуле, равное 500, соответствует минимальной толщине материала, при которой емкость не разрушается. При значении ко эффициента более 1000 толщина материала1 соизмерима с толщиной обрабатываемой1768374 Результаты испытаний способа нагрущения плоских поверхностей Неплоскостность поверхности послеобработки,мкн Способ Время обработки на 1 переходе, нин Шероховатость обработанной поверхности, мкм Модуль ЮнгаматериалаенкостиГПа Значение козфщициента пропорц. Общая нагрузка надеталь,кГс Толщина материала емкостэм10 Размеры обрабатываеных деталей, мн (В/О) а0,620,60 0,60 ееетте а0,00400,00400,0040 32,52 30-40 25-40 25-40 12 15 20 Известный200 х 300 х 1 О 200 х 300 " 1,0 200 х 300 х 1,0 10-2010-208-158-158-156-124-102-1025-40Нвдощл.4-10-51-56-125-126-1225-3525-40Недощл,25-35 Предла- гаемый 0,58 0,58 0,58 0,59 058 0,59 0,57 0,56 0,58 Недощл.0,55 0,56 0,55 0,57 9056 0,56 0,58 0,60 Недощл, 0,62ФЕ в В ,9 9 1 О 1 О 1 О 1 О в 20 14 4 9 12 6 12 1 О 16 В ВЭО 660 ВЭО 670 000 9 ЭО 660 ВЭО 1200 400 500 960 720 672 708 819 876 308 1200 280 10 10 10 10 1 О 1 О 1 О 10 1 О 1 О 10 10 10 8,6 86 12,8 7,3 14,2 10 10 6532,52,52511,543.5430554,60,37 0,15 0,10 0,10 0,09 0,09 0,07 0,05 0,05 020 0,05 0,09 0,06 0,040,11 0,09 0,08 0,15 О, 10 0,10 0,10 0,0040 0,0040 0,0040 0,0040 0,0040 0,0040 0,0040 0,0040 0,0040 00040 0,0040 о,оовь 0,0066 0,0040 0,0040 0,0040 0,0040 0,0040 0,0040 0,0040 200 х 300 х 1,2 200 х 300 х 1,2 200 х 300 х 1,2 200 х 300 х 1,2 200 х 300 х 1,2200 х 300 х 1,2 200 х 300 х 1,2 200 х ЭОО х 1,2 200 х 300 х 1,2 200 х 300 х 1,2 200 х 300 х 1,2 100 х 150 х 1,О 00 х 150 з 1 О 200 х 300 х 1,2 200 х 300 х 1,2 200 х 300 х 1,2 200 х 300 х 1,2 200 х 300 х 1,2 200 х ЭОО х 1,2 200 х ЭОО х 1,2 П р и м е ч а н и еэ х При Ее 7,3 ГПа под действием центробеяной силы иилкость располагается по краю сепаратора (обрабатываемой детали), что приводит к резкому ухудшению неплоскостности. Составитель А. КозловичТехред М.Моргентал Корректор Н. Бучок Редактор Заказ 3609 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 самозатачивания. Обычно общая нагрузканаходится в диапазоне 0,5Р6 кГс.П р и м е р. Производили шлифовку стеклянных заготовок размером200-1,о х 300-1,о х 1,2-о,2 мм из термически 5полированного стекла, забракованного понеплоскостности и чистоте поверхности,Шлифовку производили связанным алмазным инструментом на основе аминопластав два перехода (грубая - с применением 10алмазного порошка АСМ 50/40, чистоваяшлифовка - АСМ 20(14),Шлифовку стеклянных заготовок осуществляли на станке планетарного типа04 ПШ,127.006 при следующих технологических режимах: скорость вращения шпинделя 100 об/мин, общая нагрузка наобрабатываемые детали 2,5 .ф. 0,5 кГс.При грубой шлифовке использовали 3сепаратора иэ текстолита толщиной 16 мм 20со сквозными окнами размерами 201 5 хх 301мм. В качестве материала емкости+0,5использовали полиэтилен высокого давления с модулем Юнга Ее=10 ГПа толщинойЬе=0,1 мм. В качестве жидкости использовали воду.На грубой шлифовке каждый раз шлифовались исходные заготовки из термически полированного стекла, на чистовой - заготовки после грубой шлифовки. Далее производилась механическая полировка указанных стеклоизделий,Результаты испытаний предлагаемого способа нагружения плоских поверхностей представлены в таблице.Формула изобретения Способ нагружения деталей при обработке плоских поверхностей посредством упругого элемента, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества обработки тонких крупногабаритных деталей с отношением толщины к ее максимальному размеру стороны пя/О 0,01, в качестве упругого элемента берут наполненную жидкостью емкость выбирают из условия:500 Р 1000 Рррахеурь е;где Р - общая нагрузка на деталь, Р=0,5-6,0 кГс;Ья - толщина обрабатываемой детали, м; О - диаметр или максимальный размер стороны обрабатывабмой детали, м;Еб - модуль Юнга материала емкости, Ее=8,6 - 12,8 ГПа,Ье - толщина материала емкости, м.