Способ шлифования

) (11 24 В 1/О СУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОР м относио хода, а коростью ную под(21) 4637914/08(71) Орловский филиал Московского института приборостроения.Справочник шлифовщика, Под ред. Чистосердова Н,С, М.: Высшая школа, 1981, с.53,Авторское свидетельство СССРИ. 626937, кл, В 24 В 5/04, 1974,Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при плоском врезном и круглом шлифовании,Известен способ шлифования плоских поверхностей периферией круга, осуществляемый на станках с прямоугольным столом, при котором изделию сообщают возвратно- поступательное перемещение, а направление вращения шлифовального круга изменяют на противоположное при каждом очередном проходе, чтобы осуществлялось встречное шлифпвание.Однако реализация указанного способа затруднена из-за больших динамических нагрузок при реверсировании высокоскоростных шпинделей шлифовальных станков, появления вибраций и ухудшения качества поверхностного слоя деталей,Известен способ плоского врезного шлифования, при котором детали сообщают возвратно-поступательное движение с по(54) СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ(57) Использование: при шлифованиидеталей на кругло- и плоскошлифовальных станках с возвратно-поступательным движением рабочего стола и переменной непрерывной поперечной подачей шлифовального круга (ШК), Сущность: НПП на глубину резания непрерывно уменьшают при постоянной скорости НПП увеличением скорости ВПД детали, Кроме того, скорость вращения ШК уменьшают до величины, соизмеримой со скоростью ВПД детали, 1 з.п. ф-лы, 3 ил. стоянной скоростью и с перебеготельно круга в конце продольногвращающемуся с постоянной скругу - периодическую вертикальачу на глубину резания.Недостатком этого способа являетсясклонность технологической системы к вибрациям, вызываемым периодическимивключениями привода вертикальной подачи, снижение качества обработки деталей,Известен способ круглого шлифования,при котором детали сообщают возвратнопоступательное движение с постояннойскоростью относительно шлифовальногокруга, а шлифовальному кругу, вращающемуся с постоянной скоростью, - непрерывную поперечную подачу,Известному способу присущи недостатки: снижение качества поверхностного слоявследствие большой глубины дефектногослоя после каждого прохода, значительных10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 деформаций, обусловленных остаточныминапряжениями, ограниченность возможности управления процессом формированияфизико-механических и геометрических характеристик качества поверхностного слоядеталей,Целью изобретения является повыше-ние качества обработки путем управленияпроцессом съема припуска и формированием физико-механических и геометрическиххарактеристик качества поверхностногослоя деталей.Это достигается тем, что шлифовальному кругу сообщают вращение и непрерывную поперечную подачу с постояннойскоростью, а детали - возвратно-поступательное перемещение, скорость которогонепрерывно повышают до величины, прикоторой глубина шлифования соответствуетзаданной величине шероховатости обрабатываемой поверхности.Для снижения вибрации технологической системы, вызванной большими динамическими нагрузками при реверсированиивозвратно-поступательного движения стола станка на большой скорости, скоростьвращения шлифовального круга уменьшаютдо величины, соизмеримой со скоростьювозвратно-поступательного движения детали, Кроме того, такое уменьшение скоростивращения круга обеспечивает сбразованиена поверхности обрабатываемой деталисетки траекторий абразивных зерен, соответствующей хонинговальной, а в поверхностном слое возникает наклеп исжимающие остаточные напряжения,При непрерывной поперечной подачекруга и снижении его скорости вращениятолщина срезаемого слоя единичным абразивным зерном остается неизменной, асъем припуска перераспределяется на двеи более граней зерна, что способствует значительному снижению удельных сил резания, уменьшению величины и зоныраспространения остаточных напряженийрастяжения, времени и глубины тепловоговоздействия шлифовального круга на поверхностный слой, глубины дефектногослоя от прохода к проходу.Дополнительным преимуществом предлагаемого способа шлифования являетсяповышение усталостной прочности и коррозионной стойкости деталей.На фиг. 1 изображена схема шлифования наружных цилиндрических поверхностей; на фиг, 2 - схема съема припуска: нафиг, 3 - геометрия микрорельефа шлифованной поверхности,Детали 1, вращающейся со скоростьюЧд (фиг, 1), сообщают возвратно-поступательное движение со скоростью Чпрпд. относительно шлифовального круга 2, вращающегося со скоростью резания Чк.Шлифовальному кругу 2 сообщают непрерывную поперечную подачу на глубину резания с постоянной скоростью, постепенно уменьшая ее за счет непрерывного увеличения скорости Чпрод. возвратно-поступательного движения детали.Съем припуска 1 осуществляется по коническим поверхностям (фиг. 2), угол наклона образующих которых уменьшается прикаждом очередном проходе, а максимальная величина снимаемого припуска приэтом равна смаке=Я/Чпрод., где Я - непрерывная поперечная подача на глубину резания, мм/мин;- длина образующей детали,мм: Чпрод, - скорость продольного возвратно-поступательного движения детали,мм/мин,Каждый проход начинается с минимальной толщины срезаемого слоя, равной нулюпри отсутствии перебегов шлифовальногокруга, и заканчивается максимальной, равной подаче на двойной ход,Кроме того, скорость вращения шлифовального круга Чк уменьшают до величины,соизмеРимой СО скоРостью Чпрод. возвРатно-поступательного перемещения детали, В .этом случае на детали образуется сетка траекторий, соответствующая хонинговальной,что повышает качество и эксплуатационныесвойства поверхности.Такой способ шлифования позволяетуправлять процессом формирования качества поверхностного слоя детали с учетомэксплуатационных требований к ней,Настройка станка на обработку осуществляется следующим образом,Детали 1, вращающейся со скоростьюЧд (фиг, 1), сообщают возвратно-поступательное движение со скоростью Чпрпд, относительно шлифовального круга 2,вращающегося со скоростью резания ЧШлифовальному кругу 2 сообщают непрерывную поперечную подачу Я на глубинурезания с постоянной скоростью, а скоростьвозвратно-поступательного движенияЧпрпд. детали 1 непрерывно увеличивают.Способ реализуется на станках с программным управлением, На универсальныхкруглошлифовальных станках способ можетбыть реализован после соответствующеймодернизации механизма поперечных подач и механизма управления скоростью возвратно-поступательного перемещениястола.Настройка станка на обработку с уменьшением скорости вращения шлифовальногокруга осуществляется следующим образом.40 50 55 Детали 1, вращающейся со скоростью Чд (фиг, 1), сообщают возвратно-поступательное движение со скоростью Чпрод, относительно шлифовального круга 2, вращающегося со скоростью резания Чк. Шлифовальному кругу 2 сообщают непрерывную поперечную подачу Я на глубину резания, скорость возвратно-поступательного движения Чпрод. детали непрерывно увелицивают, а затем на чистовых, заключительных проходах скорость вращения шлифовального круга Ч, уменьшают до величины, асоизмеримой со скоростью Чпрод. возвратно-поступательного движения детали,Способ реализуется на станках с ЧПУ с регулируемым числом оборотов шлифовального круга или после соответствующей модернизации привода шлифовального круга, например установки двигателя постоянного то.ка,Предлагаемый способ шлифования применим также для плоского фрезного шлифования и для шлифования конических поверхностей и отверстий,П р и м е р. Шлифуется деталь диаметром 20 мм и длиной 500 мм из закаленной до твердости НЯС 5055 стали 40 Х абразивным кругом ПП ЗООх 127 х 40 марки 24 А 40 СМ 17 К 5 на круглошлифовальном станке модели ЗА 130,Для выполнения непрерывной поперечной подачи на глубину резания механизм поперечной подачи станка оснащен специальным устройством, который состоит из корпуса, электродвигателя и блока шестерен. Оно позволяет задавать скорость непрерывной поперечной подачи как по величине, так и по направлению от 0,005 до 0,8 мм/ход, Структурная схема устройства представляет собой плоский четырехзвенник. (На станке ЗМ 151 шлифовальная бабка имеет привод непрерывной подаци от гидродвигателя. Для реализации непрерывной подачи необходимо одновременно с продольным ходом стола отключить электро- блокировку продольного хода от поперечной подачи. Передаточное отношение кинематической цепи непрерывной подачи от гидродвигателя до винта поперечной подаци шлифовальной бабки равно 1/1000, При шаге винта р=10 мм скорость непрерывной поперечной подачи регулируется бесступенчато в пределах 0,4.8 мм/мин. Скорость продольного перемещения стола изменяется бесступенчато в пределах 0,055 м/мин. Для указанных соотношений минимальная подача на ход стола (500 мм) составляет 0.04 мм/ход, а максимальная - 0,8 мм/ход, а с дополни 5 10 15 20 25 30 35 тельным устройством от 0,005 до 0,8 мм/ход).Режим обработки:скорость резания 30 м/сскорость вращения детали 18,8 м/мин скорость возвратно-поступательного движения 0,16 мм/минглубина шлифования на конце детали непрерывно изменяется от 0,025 до 0,005 мм,После обработки партии заготовок из ЗО штук при заданных условиях шероховатость поверхности по отношению к базовому уменьшалось с 0,63 до 0,16 мкм, погрешность профиля продольного сечения с 0,0129 до 0,003 мм, остаточные напряжения растяжения, достигающие +350 МПа, при базовом способе обработки трансформировались в сжимающие напряжения порядка 210 МПа, общая глубина напряженного слоя уменьшилась с 0,360 до 0,250 мм.Шлифование с уменьшением скорости вращения шлифовэльного круга до величины, соизмеримой со скоростьюа возвратно- поступательного движения детали, процзвбдится на станке модели ЗА 130 детали из закаленной стали 40 Х, НКСГ 5055 с размерами 20 х 500 мм шлифовальным кругом ПП 260 х 127 х 40 марки 24 А 16 МЗК 7 с небольшой модернизацией шлифовальной бабки, направленной на снижение частоты вращения шпинделя, При уменьшении передаточного отношения клиноременной передаци до 2-х и снижения оборотов двигателя до 940 мин скорость шлифовэльного коуга диаметром 260 мм составит 375 м/мин. При частоте вращения 400 мин скорость детали составляет 250 м/мин, при попутном вращении детали результирующая скорость резания равна 125 м/мин, Максимальная скорость продольного хода стола 6 м/мин,Формула изобретения 1. Способ шлифования, при котором детали сообщают возвратно-поступательное перемещение, а шлифовальному кругу - вращение и непрерывную поперечную подачу с постоянной скоростью, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения качества обработки, скорость возвратно-поступательного перемещения детали непрерывно повышают до величины, при которой глубина шлифования соответствует заданной шероховатости,2. Способ поп.1, отличающийся тем, что скорость вращения шлифовального круга уменьшают до велицины, соизмеримой со скоростью возвратно-поступательного перемещения детали.1764953 и Составитель А,КозловТехред М.Моргентал Редактор Е,Егоров орректор Н.Бучо каз 3342 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10