Способ абразивной обработки радиусных кромок

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР21) 4438498/0822) 09,06,8846) 23.02,92, Бюл. М 771) Новгородский пол ническии инсти(72) В.Н.Емельянов.(56) Абразивная и алмазная обработка материалов / Под ред. А,Н.Резникова. - М.: Машиностроение, 1977, с; 205.(54) СПОСОБ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ РАДИУСНЫХ КРОМОК(57) Изобретение относится к обработке резанием и может использоваться при обработке металлов резанием для черновой, чистовой и отделочной обработки ответственных прямолинейных кромок деталей. Цель изобретения - повышение производительности и качества обработки. Верхний. конец ш ческой полнен сферич рота в Центр с ба риты Рабочи ближай лю 1 со деталь линейн раллел направ ли прив торцом чего то ской оп закругл пинделя 1 выполнен в видесфериопоры 3. Дисковый инструмент 4 выизогнутым и смонтирован на еской опоре с возможностью повоокруг нее в любом направлении. ферической опоры.3.вынесен за гаинструмента в направлении его оси. м выполнен торец 5 инструмента, ший к сферической опоре, Шпиндеобщают вращение, обрабатываемую 6 располагают так, чтобы ее прямоая кромка лежала в плоскости, паьной рабочему торцу, и была лена по радиусу инструмента. Детаодят в соприкосновение с рабочим периодически, Расстояние от рабо- щ рца инструмента до центра сферичеоры и принимают равным радиусу ения а прямолинейной кромки, 4 ил.1713782 5 10 15 20 3Изобретение относится к обработке ре- занием и может быть использовано для черновой, чистовой и отделочной обработки ответственных прямолинейных кромок деталей (например, радиусов при вершине проходных токарных резцов),Известен способ, включающийв себя совокупность трех движений: вращение дискового инструмента, жестко закрепленного на шпинделе, вокруг своей оси; движение подачи обрабатываемой детали в направлении, перпендикулярном рабочей плоскости инструмента; возвратно-качательное движение детали относительно инструмента или насборот.При этом обрабатываемую прямолинейную кромку располагают в плоскости, параллельной рабочему торцу инструмента.Возвратно-качательное движение осуществляют либо за счет усложненной кинематики станка, либо с помощью специальных приспособлений,Однако в возвратно-качательное дви-жение инструмента относительно детали(или наоборот) вовлекаются значительныеинерционные массы, которые при смене направления движения приводят к толчкам ивибрациям системы СПИД, что снижает качество обрабатываемой поверхности. Дляуменьшения толчков и вибраций системыСПИД приходится уменьшать скорость возвратно-качательного движения, что снижает производительность обработки, а дляреализации возвратно-качательного движения необходимо усложнять либо конструкцию станка (вводить соответствующую 35кинематическую цепь), либо конструкциюприспособления.Цель изобретения - повышение качества и производительности обработки, а также упрощение конструкции применяемых 40устройств,Указанная цель достигается тем, что инструмент с плоской рабочей поверхностьюустанавливают на шаровой опоре с возможностью его поворота в любой плоскости, 45Центр шаровой опоры располагают на осивращения инструмента на расстоянии отего рабочей поверхности, равном радиусуобрабатываемой кромки. Обрабатываемуюдеталь располагают со смещением относительно оси вращения инструмента, а еекромку ориентируют вдоль радиуса инструмента. Инструменту сообщают вращение, адеталь приводят в соприкосновение с рабочим торцом инструмента, периодически перемещая ее в направлении оси вращенияинструмента,Для увеличения центрального угла, накоторый опирается обрабатываемая радиусная кромка, после каждого отвода детали от рабочего торца инструмента могутосуществлять реверсирование его вращения,С той же целью обрабатываемые детали могут располагать диаметрально (симметрично или несимметрично) относительно оси вращения инструмента и приводить их в соприкосновение с торцом инструмента поочередно,На фиг.1 изображен инструмент, разрез по оси вращения; на фиг.2 и 3 - разрез А - А на фиг.1 с разным положением рабочей поверхности инструмента; на фиг.4 - схема обработки радиусных кромок у двух диаметрально и симметрично расположенных деталей.Способ осуществляют следующим образом.Шпиндель 1 устанавливают в подшипниках 2, причем на конце шпинделя 1 смонтирована шаровая опора 3, на которой установлен с возможностью поворота в любой плоскости инструмент 4 с плоской рабочей поверхностью 5. Расстояние и от рабочей поверхности 5 до центра О шаровой опоры 3 принимают равным радиусу г закругления прямолинейной кромки обрабатываемой детали 6.Обрабатываемую кромку детали 6 ориентируют вдоль радиуса инструмента 4, которому сообщают вращение от шпинделя 1,Под действием гироскопической пары сил рабочий торец 5 инструмента 4 займет положение, перпендикулярное оси вращения шпинделя 1, Прямолинейную кромкуобрабатываемой детали 6 устанавливают в плоскости, параллельной рабочему торцу 5, и разворачивают в этой плоскости так, чтобы обрабатываемая кромка была расположена вдоль радиуса инструмента 4. Деталь 6 периодически приводят в соприкосновение с рабочим торцом 5 инструмента, подавая ее по стрелке Я.При воздействии детали 6 на рабочий торец 5 с силой Е инструмент 4, будучи гироскопом, начинает прецессировать не в направлении действия силы Е, а в направлении векторного момента этой силы, т,е. вокруг оси прецессии 02-02. При этом рабочая поверхность 5 инструмента, поворачиваясь вокруг оси 02 - 02 (фиг,2) иэ положения в положение 11, огибает обрабатываемую прямолинейную кромку по радиусу г= и.Угол прецессии ф можно рассчитать по формулеР хю = - в : в , -где ф - угол прецессии, рад.;Е - сила воздействия детали 6 на рабочий торец 5 инструмента 4;т- время воздействия силы Е на инструмент;- плечо силы Е относительно центра 0 сферической опоры 3;- момент инерции устройства;в - угловая скорость устройства, Перепишем уравнение (1) в виде х - -, Р)Еи ри этом ф = а+ (1 " 5),(3) где а- центральный угол,.на которыи опирается дуга окружности закругляемой кромки радиуса г.По формуле (2) можно подсчитать время, в течение которого необходимо воздействовать деталью на рабочий торец инструмента для обеспечения обработки радиуса г на центральном угле а(15 О),При отвод детали 6 от рабочего торца 5 инструмента рабочий торец вернется: в положениена фиг.2 и т.д,Если сменить направление вращения инструмента 4 на противоположное, то при воздействии детали 6 на рабочий торец 5 последний будет поворачиваться вокруг оси прецессии 02-02 из положенияв положение И (фиг,З) на угол прецессии ф (в общем случае ф Ф ф ).Поэтому для увеличения центрального угла а, на который опирается радиус обрабатываемой кромки, следует после каждого отвода детали осуществлять реверсирование вращения инструмента 4. При этом рабочий торец 5, покачиваясь вокруг оси 02-02 из положения И в положение И и обратно, обработает весь радиусный профиль,На фиг.4 показана схема способа, позволяющего обрабатывать полный радиусный профиль без реверсирования вращения инструмента, Обрабатываемые детали 7 и 8 располагают диаметрально (симметрично или несимметрично) относительно оси вращения, устройства и приводят е соприкосновение с рабочим торцом 5 поочередно. При. воздействии на торец инструмента детали 7 рабочий торец 5 инструмента отклонится из положенияв положение И (фиг,2), Деталь отводят от рабочего торца 5 инструмента и подводят к нему деталь 8. Рабочий торец инструмента повернется вокруг оси 02-02 (фиг.З) из положения И в положение И и обработает полный радиусный профиль детали 7. Деталь 8 отводят, подводят деталь 7 и т.д, Таким образом, поочередно воздейст вуя на рабочий торец инструмента диаметрально расположенными обрабатываемымидеталями, "раскачивают" инструмент вокругоси прецессии 02-02 и обрабатывают полный профиль деталей 7 и 8.П р и м е р. Необходимо закруглитьпрямолинейную кромку радиусом г = 5 мм,опирающимся на центральный угол а = 10(фиг.2). Принимаем диаметр инструмента .О = 300 мм, высоту инструмента Н = 50 мм,Е = 10 кГ,- 140 мм, и = 1500 об/мин,а= 10 .Момент инерции устройства. в В 2г= =3,16 кгс см.2Угол ф подсчитаем по формуле (3)ф = 10+ 5 = 15 О, ф = 0,2618.рад,По формуле (2) подсчитаем время т 5 10 15-- О,93 с,3,16 0,2618 157,1Обрабатывают две детали, симметрично расположенные относительно оси вращения устройства (фиг.4). Для поворота рабочей поверхности 5 из положенияв положение И (фиг,2 и 3) при принятых режимах и размерах требуется около 1 с,а для поворота из положения И в положение И - около 2 с. 20 25 Обрабатываемые детали в соприкосновении с рабочей поверхностью инструментаприводят поочередно через 2 с,Таким образом, возвратно-качательноедвижение рабочего торца инструмента от 35 носительно обрабатываемой детали осуществляется не за счет специальнойкинематической цепи в станке или в приспособлении, а за счет особенностей движениягироскопа (каковым является быстровращающийся инструмент при приложении к нему внешних сил, За счет кинематики станкаосуществляются лишь простые движения:вращение инструмента и возвратно-поступательное перемещение детали. Конструк 45 ция станка (или приспособления) резкоупрощается, обработка деталей удешевляется. Становится возможной обработка радиусных поверхностей на универсальныхстанках без специальных дорогих приспособлений.Рабочий (режущий) торец 5 инструмента4 (фиг.1) можно оформить в виде абразивного или алмазного слоя, притира, полировального круга и т.п. Соответственно,описанным способом можно не только формировать радиусные кромки с прямолинейной образующей, но и производить ихотделку (притирку, полирование и т.п.).