Способ комбинированной обработки шлифованием и поверхностным пластическим деформированием и инструмент для его осуществления

(5 ЕТЕНИЯВУ строительДовга льство СССР 39/02, 1984 ОБРАБОТ НЫМ ПЛА- ИНСТРУОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Могилевский машиный институт(54) СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОЙКИ ШЛИФОВАНИЕМ И ПОВЕРХНОСТСТИЧЕСКИМ ДЕФОРИИРОВАНИЕМ ИМЕНТ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение может быть испольэовано в обработке металлов шлифованием в комбинации с поверхностнымпластическим деформированием длястанков с системой программного управления и позволяет повысить качество обработки за счет уменьшениамплитуды колебаний системы .СПИД,Для этого инструменту, состоящемуиз шлифовального круга с конической заборной частью, и цилиндрическому корпусу с расположенными радиально деформирующими элементами сообщают вращательные движения и движение подачи вдоль обрабатываемойповерхности. В процессе вращенияшпинделя вращаются шлифовальный круГи корпус с одинаковой скоростью,Первыми в работу вступают конический заборный и калибрующий участкикруга, а затем - деформирующие элементы корпуса, в котором выполненынаклонные пазы. С боковыми поверхностями пазов взаимодействуют направляющие элементы, осуществляющиедополнительный поворот корпуса, Приэтом источники возникновения колебаний системы СПИД от шлифовальногокруга и деформирующих элементов смещаются по фазе и взаимно уничтожаются, 2 с.п, ф-лы, 2 ил,0,1 П р и м е р, Проводят обработкуотверстия втулки на внутри шлифовальном станке мод. ЗК 227 В.Материал обрабатываемой деталисталь 45 ГОСТ 1050-74 (НВ 260),диаметр обработки 85 мм; длина обработки 120 мм, режущий элемент - абразивный круг ПП 50"4516, характеристика круга - 63 А 4 ОТ 2 К 5, длинаконического заборного участка 30 мм,деформирующий элемент - шариковаяцентробежная головка, наружный диаметр центробежной головки 44 мм;количество деформирующих шариков8 шт,;ма.териал шариков - Х 15 (ННС60),Исполнительным механизмом служитходовой винт с маховичком, установленный на закрепленном на бабке станка кронштейне, Для измерения амплитуды колебании системы СПИД исполь 127Изобретение относится к обработке металлов абразивом в комбинациис поверхностным пластическим .деформированием и может быть использовано для чистовой обработки деталеймашин с использованием станков с системой программного управления.Цель изобретения - повьшение качества обработки.На Фиг, 1 схематически изображенинструмент для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - сечениеА-А на Фиг. 1,Согласно предлагаемому способув процессе обработки деформирующиеэлементы инструмента дополнительноповорачивают относительно шлифовального круга в пределах угла между деформирующими элементами до достижения минимального значения амплитуды,колебаний системы СПИД,Поскольку картина воздействия насистему СПИД возмущающей силы отдеформирования полностью повторяется при дополнительном повороте корпуса инструмента на величину сс.(уголрасположения двух смежных деформирующих элементов 5), то величинаугла этого дополнительного поворотав процессе обработки не может выходить за пределы угла с. В противномслучае происходит мгновенное (резкое) сближение (совпадение) по фазе возмущающих сил от шлифования идеформирования, приводящее к увеличению амплитуды колебаний системы:СПИД и ухудшению качества обработки,9801 2зуют низкочастотную виброизмерительную аппаратуру НВА,Режимы обработки:Скорость обрабатываемой детали, м/мин 40Осевая подача инструмента на оборот детали, мм/обСкорость вращения ин 1 О струмента, м/с 20Натяг деформирования,мм 0,3Глубина резания, мм 0,2Охлаждающая жидкость - эмульсия,15 обработку осуществляли за один проход,Шероховатость обработанной по верхности Б =0,16 мкм; степень упрочнения поверхности 10-15720 Инструмент для чистовой обработки содержит шпиндель 1 и установленные на нем соосно шлифовальныйкруг 2 с прерывистой рабочей поверхностью и коническои заборной частью3 и цилиндрический корпус 4 с деформирующими элементами 5. При этомдеФормирующие элементы 5 расположены в радиальных пазах 6 корпуса 4равномерно по окружности. Угол расположения двух смежных деформирующих элементов равен Ы . Для крепления шлифовального круга 2 на шпинделе 1 предусмотрены шайба 7 и гайка8. Сепаратор 9, закрепленный на кор 35 пусе 4, удерживает деформирующиеэлементы 5 от выпадания из радиальных пазов 6 корпуса 4, Корпус 4 сдеформирующими элементами 5 имеетвозможность принудительного поворо 40 та по цилиндрической поверхности ашпинделя 1 на угол А, С этой цельюна внутренней цилиндрической поверхности корпуса 4 выполнены направляющие пазы.10 с боковыми поверхнос 45 тями окоторые взаимодействуют снаправляющими элементами 11 механизма поворота корпуса 4. Механизмыповорота корпуса 4 выполнены в видештока 2 с закрепленными на немупомянутыми направляющими элементами 11.Последние имеют возможность свободнога перемещения вдоль продольного паза 3 с боковыми поверхностями 6, выполненного в шпинделе 1.Шток 12 установлен с воэможностьюперемещения в осевом отверстии 14шпинделя 1 и подпружинен пружиной15. Для регулировки величины предварительного сжатия пружин 15 предус1279801 котором детали к комбинированному инструменту, состоящему из шлифовального круга и деформирующих элементов, сообщают вращательные движения и движение подачи вдоль обрабатываемой поверхности, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества обработки за счет уменьшения амплитуды колебаний системы СПИД, в процессе обработки деформирующие элементы дополнительно поворачивают относительно шлифоваль ного круга в пределах угла между де формирующими элементами. мотрен винт 16. Шпиндель 1 установлен с возможностью свободного враще ния в державке 17 с помощью подшипников 18, Для передачи крутящего мо -мента на шпиндель 1 на последнем 5предусмотрен шкив 19, Между винтомисполнительного механизма (ИМ) иторцом штока 1 2 установлен упорныйподшипник 20,Инструмент работает следующим об- Оразом,Державку 7 закрепляют в шлифовальной бабке станка, а деталь 21в йатроне станка, Шпинделю 1 сообщают вращательное движение через клиноременную передачу и шкив 19, Деталь 21 вращают и передают относительное движение подачи Б вдоль обрабатываемой поверхности. В процессе вращения:шпинделя 1 вращаются шлифовальный круг 2 и корпус 4 с одинаковой скоростью о 1, Крутящий моментот шпинделя .1 на корпусе 4 с деформирующими элементами 5 передается направляющими элементами 11, взаимодействующими с боковыми поверхностями Ь продольного паза 13 на шпинделе 1 и боковыми поверхностями 6 на-клонного паза 10 корпуса 4. При вращении корпуса 4 деформирующие элеМенты 5 за счет центробежной силыперемещаются в радиальных каналах 6к периферии корпуса,Первыми в работу вступают конический заборный 3 и калибрующий ци 35линдрический участки шлифовальногокруга 2, снимая с детали 21 установленный припуск на обработку. Приэтом величина амплитуды колебанийсистемы СПИД определяется возмущающей силой шлифовального круга 2.Затем в работу вступают деформирующие элементы 5 корпуса 4, осуществляя окончательное поверхностноепластическое деформирование поверхности. В процессе обработки с помощью известных датчиков измеряют величину амплитуды колебаний системыСПИД, сравнивают ее с заданной величиной или с величиной амплитуды 50предыдущего измерения и передаютисполнительному механизму командуна дополнительный поворот корпуса4 с .деформирующими элементами 5.Исполнительный механизм перемещаетподпружиненный шток 12 справа налево (относительно фиг, 1)Направляющие элементы 11, продолжая передавать крутящий момент от шпинделя 1 на корпус 4, перемещаются вдоль паза 13 шпинделя 1, взаимодействуютс боковыми поверхностями Е наклонного паза 10 корпуса 4 и осуществляютдополнительный поворот последнего,При этом источники возникновенияколебаний сис.темы СПИД от шлифовального круга 2 и деформирующих элементов 5 смещаются по фазе (до 180 ) ивзаимно уничтожаются (уменьшаются),Величина амплитуды колебаний системы СПИД становится минимальной,Дагчики подают команду исполнительномумеханизму на окончание дополнительного поворота корпуса 4. При отклонении величины амплитуды колебанийсистемы СПИД датчики снова подаюткоманду исполнительному механизмуна дополнительный поворот корпуса 4,Направление поворота корпуса 4 (поили против часовой стрелки) задаютдатчики измерения амплитуды колебаний, Так, например, если в случаеповорота корпуса 4 по часовой стрелке амплитуда колебаний не уменьшается, а увеличивается, то исполнительному механизму поступает команда поворота корпуса 4 в противоположную сторону, В этом случае винт исполнительного механизма перемещается слева направо (относительнофиг. 1), а функцию перемещения штока12 с направляющими элементами 11выполняет предварительно сжатая пружина 15,Предлагаемые способ и инструментобеспечивают снижение величинь шероховатости обработанной поверхностина 1-2 класса,Формула изобретения 1, Способ комбинированной обработки шлифованием и поверхностным пластическим деформированием, при12 га. 4 поЮернуаю оставитель В.К ехред М, Ходанк ецо едактор Н.Швыдка орректор И.Зрдей 3 Тираж 740ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений и13035, Москва, Ж, Раушска аказ 7003/ Подписноетета СССРытийб д. 4/5 м н роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная,2, Инструмент для комбинированной обработки шлифованием и поверхностным пластическим деформированием, содержащий соосно установленные шлифовальный круг с конической заборной частью и цилиндрический корпус с радиально расположенными в нем деформирующими элементами, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что инструмент снабжен установленным в ци- линдрическом корпусе механизмом по 79801 6ворота в виде подпружиненного в осевом направлении штока с закрепленными на нем направляющими элементами, причем в цилиндрическом корпусе 5 выполнены наклонные пазы для взаимодействия с упомянутыми направляющими элементами штокапри этом корпус установлен с возможностьюпринудительного поворота от носительно шлифовального кру-,