Способ абразивной обработки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1135609 н 59 В 24 В 100 В 100 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИИ 4)(57)ОТКИ,обща. А. Децьдка дета- металлоИИМАШ,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИАВТОРСКОМУ СИИ ЕТЕЛСТ 9894,25-084.831.85. Бюл.3(5 СПОСОБ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБ при котором инструменту и детали со ют относительные перемещения и прижимают друг к другу под действием основной нагрузки, направленной вдоль оси инструмента, и дополнительной, не совпадающей с основной, отличаюшийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, дополнительную нагрузку прикладывают под углом к оси инструмента, выбранным в пределах 30 - 90.Изобретение относится к механическойобработке деталей из твердых или хрупкихматериалов и может быть использовано, вчастности, в оптической и электроннойпромышленности для обработки плоских,асферических и сферических поверхностейтаких изделий, как кварцевые резонаторы,оптические линзы, сферические шарниры,а также для формирования сферическойфаски на полупроводниковых дисках высоковольтных диодов и тиристоров,Известен способ обработки деталейплоским инструментом, самоустанавливающимся по поверхности детали под действиемосновной, рабочей нагрузки, направленнойвдоль оси инструмента, а также дополнительной, корректирующей нагрузки, приложенной по краю инструмента параллельноего оси. Применение дополнительной нагрузки, создаваемой нагрузочным роликом, позволяет изменять эпюру давления в зонеконтакта поверхностей детали и инструмента и управлять ходом процесса обработки Ц.Однако применение известного способаограничивается обработкой плоских поверхностей и близких к ним на станках с неподвижными осями рабочих звеньев.Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счетобеспечения обработки сферических поверхностей на станках с круговым движениемводила.Поставленная цель достигается тем, чтов способе абразивной обработки, при котором инструменту и детали сообщают относительные перемещения и прижимают другк другу под действием основной нагрузки,направленной вдоль оси инструмента, идополнительной, не совпадающей с основной, дополнительную нагрузку прикладывают под углом к оси инструмента, выбранным в пределах 30 - -90.На фиг.представлена схема реализации способа на станках с неподвижнымиосями рабочих звеньев для обработки плоских поверхностей; на фиг. 2 - то же, дляобработки сферических поверхностей; нафиг. 3 и 4 - эпюры давления в зоне контакта деталь-инструмент соответственнодля плоских и сферических поверхностей,когда отсутствует дополнительная нагрузка;на фиг. 5 и 6 - то же, при действии дополнительной нагрузки; на фиг. 7 - схема реализации способа на станках с круговымдвижением водила для обработки плоскихповерхностей; на фиг. 8 - то же, для обработки сферических поверхностей; на фиг. 9 -11 - различные варианты создания дополнительной нагрузки.Инструмент 1 самоустанавливается поповерхности детали 2 благодаря шарниру 3,передающему нагрузку Я вдоль оси инструмента 1. Приводом снабжено нижнее звено (деталь 2) в случае неподвижных осей станка (фиг. 1 и 2) или водило 4 при обработке на станках с круговым движением водила (фиг. 7 - 11), Дополнительную нагрузку Г прикладывают под углом 30 - 90 к оси инструмента 1 на расстоянии Л от шарнира 3 через втулку 5, закрепленную на оси инструмента 1 с возможностью вращения,Обработка на станках производится свыходом инструмента за край детали, поэ- Отому давление в зоне контакта деталь-ин струмент неравномерное. При отсутствии нагрузки Г и остановленном приводе станка типичные эпюры давления д выглядят, как показано на фиг. 3 и 4. Наблюдается максимум с на краю детали и спад давления в центральной части. Действие нагрузки Г создает момент Г относительно оси шарнира 3, что обуславливает появление дополнительной составляющей давления ц. Суммарные эпюры ц = ц + с 1, (фиг. 5 и 6) демонстрируют более равномерное распределение давления по поверхности детали при действии дополнительной нагрузки.При работе на станках с неподвижнымиосями вращения эпюра д остается близкой к статической, показанной на фиг. 5 и 6.Дополнительная нагрузка создается за счет усилия растянутой пружины 6, соединяющей втулку 5 со станиной. Изменяя усилие Г пружины 6 или расстояние Ь можно изменять эпюру давления и управлять процес сом обработки в желаемом направлении.При вращении водила 4 на станках скруговым движением водила ось инструмента 1 описывает цилиндрическую поверхность радиусом 1 в случае обработки плоскостей (фиг. 7 и 9), или коническую поверхность под углом с( к оси водила 4 - при обработке сферы (фиг. о, 10, 11). Поскольку центр массы инструмента, как правило, не совпадает с центром шарнира 3 и находится от него на расстоянии Ьч, то возни кает момент центробежной силы Гч относительно шарнира 3, равный Гч И зависящий, как известно, и от квадрата угловой скорости вращения водила Юу, Действие этого момента до определенной величиныЮуподобно действию дополнительной нагрузки Г в 45 случае неподвижных осей станка (фиг,и 2),т. е, эпюра становится более равномерной.Однако дальнейшее увеличение Му приводит к возрастанию ц в центральной зоне детали и уменьшению на краю, при этом снижается точность обработки, что заставляет ограничивать Юу. Применение дополнительной нагрузки Г позволяет компенсировать вредное действие центробежной силы Гч и значительно повысить угловую скорость вра.щения водила Жу55 На станках с круговым движением водила возможна реализация нескольких вариантов схем создания дополнительной нагрузки: усилием пружины 6, соединяющейось инструмента 1 через втулку 5 с водилом 4 (фиг.и 10); центробежной силойвращающейся массы груза, 7, закрепленногосоосно с инструментом 1 в точке, лежащейна продолжении оси за центр шарнира 3(фиг. 8 и 9); аналогично предыдушему варианту, но груз 7 закреплен на штанге(фиг. 11).В схемах с вращающимся грузом центробежные силы направлены перпендикулярно оси врашения водила, поэтому величинаугла д (угла между осью инструмента и направлением действия дополнительной нагрузки Г) определяется зависимостьюЬ = 90 - сс,где сс - угол между осями рабочих 1звеньев станка.Для обработки плоских поверхностей(фиг. 9) ф- = 0, следовательно о = 90,для обработки сферических поверхностей(фиг. 8 и 11)а обычно устанавливают в пределах 5 - 36, тогда д 85 - 54 .о 20В схемах с применением пружины утолЬ можно выбирать достаточно произвольно(на фиг. 1, 2 и 10 положение пружины, изображенное штриховой линией) . При этомочевидно, что момент силы Г относительно 25шарнира 3 пропорционален величине з 1 пй.Условно можно принять для Ь рабочий интервал, где функция з 1 п д принимает значения 0,5 - 1, т. е. о 30 - 90.Возможность управления процессом формообразования сферических поверхностей З 0предлагаемым способом проверена экспериментально на станке, схема которого представлена на фиг. 8 при следуюгцих данных; К = 0,8 см; Я = 8,4 Н (0,82 кг);Му=в282 рад/с (2700 об/мин) Х = 23, масса инструмента тп, = 18,5 г; Ь, = 3,8 см;1,33 см.При массе груза тг -- 2 г (Г = 3,66 Н) наблюдалось постепенное увеличение радиуса кривизнь 1 К сопряженных поверхностей детали и инструмента, что обусловлено эпюрой давления в зоне контакта, изображенной на фиг. 4. С увеличением массы груза 7 тенденция к росту К снижается, и для гп= 4,1 г (Г 7,5 Н) К сохраняется постоянным длительное время, что объясняется более равномерной эпюрой давления.Аналогичный результат (К: сопя получен и для груза с массой гпт = 2 г при величине Ь = 2,3 см. Без груза 7 при заданной величине Юу обработка становится невозможной из-за нарушения контакта между деталью и инструментом (срыв инструмента). Как показывают проведенные экспериментальные работы, применение данного способа обработки позволяет: управлять процессом обработки сферических поверхностей на станках с круговым движением водила путем изменения величины и точки приложения дополнительной нагрузки, а также за счет изменения угловой скорости врагцения водила; повысить угловую скорость вращения водила до 418 - 524 рад/с (4 - 5 тыс. об/мин) и производительность процесса обработки в 2 раза по сравнению с известными способами без ухудшения качественных показателей процесса; расширить область применения способа с дополнительной нагрузкой.1135609 Фиг И Редактор А Заказ 1015 андор ВНИИПИ Гос по делам 113035, Москва илиал ППП ПатСоставителТехред И. Ве Тираж 7 Я дарственногоизобретений Ж - 35, Рау нт, г. Ужго А. Козловаилак ес Корректор О. БПодписноекомитета СССРи открытийшская наб., д. 4/5од, ул. Проектная, 4