Способ шлифования

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 0334 я)5 В 248 1 Е ИЗОБРЕТЕ ОП И.САН К АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛЬС возможных режимах ние поверхности пров кругом с ПОдач 8 й 8 га щей в 2 - 9 раз подачу тий, созданных на э припуска, В случа 8 Об площадей, круг вращ ределяемай из выраж резания, в вь одят невраща на деталь, пре за счет упруги тапе съема ос работки значит ают со скорост ения хаживающимся вышаюх отжановнога ельных ью, опические метооверхностей.105,000 Ю таллав стости фаваскарост высота и рхност 1 табл. д я МИН ЧЕЙ ПО з.г, ф-л навн агамал ь го круга на обрабатываемой поверхности об- Я разуется значительная волнистасть, Волнистость обработанной поверхности определяется величиной дисбаланса шлифовального круга и наличием волнистости на его рабочей поверхности в радиальном сечении,образованной за счет вибрации втехнологической системе станка. Остановка вращения шлифавального круга повышаетжесткость системы СПИД и приводит к ис- ф чезновению колебаний в системе, абуслов д ленных дисбалансом, Круг начинает ( работать одним участком (выступом либо (3впадиной), что исключает влияние волнисто-) сти на его рабочей поверхности на волнистасть обрабатываемой поверхности. При этом, определяющее влияние на волкистость Обрабатываемой поверхности начи-фф нает оказывать форма осевого сечения д рабочей поверхности круга, представляющая собой конус. Угол конуса определяется ГОСУДАРСТВЕННСЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(71) Институт сверхтвердых материаловССР и Севасто 1 альский приборостртельный институт(56) Прилуцкий В,А, Технологды снижения валнистосГи иУ,: Уаииьостроение, 1978, с.с,.) г,. Ог ц Гс)Орд,1 с(57) с,.: льзова 8: в обработке мешлиаьэнием для снижения вслниозрабатываемых деталей. Способ шлзэк,ачзе 1 СЙ В там, что сьея Осоригуска осуществляют на макс,Изобретение относится к области обработки металлов шлифованием и может быть использоьана для снижения волнистости обрабатываемых деталей.Цель изобретения - повышение качества Обоаботанной поверхности,Сущность данного способа заключается в том, что использование современных шлифовальных кругов (например, кругов из синтати ских сверхтвердых материалов (СТМ) на металлической связке) позволяет проводить обработку на очень высоких режимах резания, при этом ограничения накладываются только конструкцией станка (например, мощность привода главного движения станка). Используя мелкозернистые круги возможно получить хорошие показатели шероховатости Обрабоанной аерхности, однако за счет значительных условий шлифования, малой жесткости системы СПИД и неравномерности износа шлифовального ь обрабатываемои детали; шаг волнистасти на рабо 1 крага соответственно. 130 глубиной шлифования и его влияние легко исключить правильным выбором высоты шлифовального круга из соотношения;2 Н( 1000, где Н - высота круга; т - глубина шлифования, так как при отношении шага к высоте волны более 1000 поверхность не считается волнистой. Шлифовальный.круг фиксируют от поворота, а величину предварительного натяга (подачу при выхаживании) устанавливают таким образом, чтобы обеспечить схем высоты волнистости после черновой обработки,Величина натяга Л обусловлена значением упругих отжатий при сьеме основного припуска (минимальной глубины шлифования) аномия при котором происходит преимущественное резание металла, и величиной износа шлифовального кругаэа проход при выхаживании. Натяг (подача) должен компенсировать износ круга и обеспечивать минимальную глубину шлифования, то есть удовлетворять выражению; Минимальное значение фактической глубины задается таким, чтобы условия взаимодействия абразивных зерен с металлом обеспечивали преимущественное резание.При обработке невращающимся кругом в процессе его износа на рабочей поверхности образуется площадка износа., гдето есть длина стрелки изношенного сегмента круга.В численном виде на практике значения томин5,0 мкм, 1 = 10 - 25 мкм, Однако проведенные нами эксперименты позволили установить, чтодля снижения волнистости величину натяга необходимо устанавливать больше расчетной, вследствие неоднородности связки круга, структуры обрабатываемого материала и жесткости шпинделя станка, На основании выше изложенного, приведенные величины 1 омия и 1. были приняты в качестве исходных при определении фактической величины предварительного натяга между кругом и деталью. Выполненные исследования при шлифовании различных материалов кругами иэ СТМ на металлической связке позволили установить, что удовлетворительные показатели волнистоети обработанной поверхности получают при установке предварительного натяга между кругом и деталью в пределах 10-45 мкм, что в 2-9 раз превышает,величину упругих отжатий, Причем меньшую величину натяга можно устанавливать при высокой жесткости системы СПИД, Анализ полученного интервала значений величины 5 10 15 20 25 натяга и выражения (1) показывают, что его можно представить в виде Л= К(согпь + Ц, где К = (1 - 1,5) - коэффициент, зависящий от условий обработки, определяется в конкретном случае, Процесс выхаживания проводят до прекращения сьема металла, При этом необходимо отметить, что при обработке небольших площадей (до 0,1 м ) заявляемым способом обеспечивается незначительный износ работающего участка шлифовального круга при выхаживании.В случае обработки больших площадей, когда возможно образование значительной площадки износа на рабочей поверхности круга, при выхаживании рекомендуется придавать вращение шлифовальному кругу со скоростью, при которой влияние волнистости на шлифовальном круге не сказывается на обрабатываемой поверхности, т.е. получается волна, имеющая отношение шага к длине более 1000, что не крассифицируется как волнистость.Связь между формируемой на поверхности волнистостью с динамическими и кинематическими параметрами работающего инструмента можно представить в виде: с гиб.дивУ - + У огиб,ккчУ огиб.дин ГДЕ Уогиб див. - ПараМЕтрЫ КрИВОй, СВяэаН- ные с динамикой процесса;Уогк.кон. - параметры кривой, связанные с кинематикой формирования неровностей в зависимости от геометрических параметров круга,Экспериментами установлено, что при низкоскоростном шлифовании с окружной скорость 1 о вращения шлифовального круга в пределах от 0 до 5,м/с, Высота волнистости обрабатываемой поверхности Юг не превышает высоту волнистости на шлифовальном круге Чч .Отсюда можно считать, что при низкоскоростном режиме шлифования динамической составляющей можно пренебречь, тогда волнистость на обрабатываемой поверхности есть кинематическое отображение рабочей поверхности алифоввльного круга на обрабатываемой поверхности, то есть на обрабатываемой поверхности образуется волна с высотой равной чч и шагом Я, который можно определить по формуле где чд и ч - скорость обрабатываемой детали и шлифовального круга;Н - шэг волны на рабочей поверхности шлифовального круга,Если считать, что волнистость на обрабатываемой поверхности отсутствует, когда отношение ее шага к высоте больше 1000, тогда скорость вращения шлифовального круга, обеспечивающего эти условия можно определить из выражения: Н 1000 УЧ(2) Измерять волнистость на шлифоваль.ном круге можно известными методами. Причем для кругов, работающих в режиме правки шлифовального круга волнистость нэ его рабочей поверхности со временем шлифования постоянно изменяется, а для кругов работающих без правки (заявляемый способ) в режиме преимущественно сэмозатачивания высота волнистости на рабочей поверхности изменяется только в период приработки, с последующей ее стабилизацией. Поэтому для расчетов по выражению (2) волнистость на рабочей поверхности круга измеряют в момент времени, отвечающий стабилизации высоты волнистости. Определить этот момент можно косвенным путем без прямых измерений шлифовального круга, например, по стабилизации амплитуды вибрации шпиндельного узла санка в . процессе шлифования, Кроме того волнистость шлифованной поверхности рассматривается в направлении продольной подачи (продольная волнистость) и поперечной подачи (поперечная волнистость) и соответственно определяется формой, как продольного, так и поперечного (осевого) сечения рабочей поверхности шлифовального круга.Поперечная волнистость, как отмечено ранее, достаточно просто обеспечивается правильным выбором высоты шлифовального круга. Поэтому изложенное выше относится к продольному сечению круга, Выполненные расчеты и их экспериментальная проверка позволили установить, что величина скорости вращения круга не превышает 0-5 м/с,Таким образом, совместное выполнение указанных в заявляемом способе шлифования технологических приемов позволяет работать на максимально возможных скоростях шлифования при съеме основного припуска без правки шлифовального круга, что значительно сокращает вспомогательное и основное время обработки и, как следствие, повышает производительность процесса,. Установка натяга между обрабатываемой поверхностью и не вращающимся кругом в пределах 10-45 мкм при выхаживании обеспечивает сьем высоты волнистости после черновой обработки,что повышает качество обрабатываемых поверхностей. При шлифовании больших площадей, на этапе выхаживания круг вращают со скоростью определяемой из выраНжеиия чь = - р - , где ч - скорость1000 ЧЧобрабатываемой детали; ЧЧ и Н - высота и шаг волнистости на рабочей поверхности круга соответственно, что не снижает жесткости системы СПИД, а обеспечивает повышение стойкости инструмента. П р им е р, В лабораторных условиях на шлифовальном стайке над ЗГ 71 М проводили шлифование образца иэ стали Х 12 М площадью 250 х 150 мм, СОК - 0,3 (-й раствор кальционированной соды, шлифовальный круг - 1 А 1 250 К 40 К 76 Х 5 - А Сб - 5040 М - М 04 - 4,20 При выхаживании величины предварительного натяга составляла 20 мкм. При этом в сравнении с прототипом изобретения производительность обработки возросла на 10 Очто сократило вре;я выхаживания на 1,4 мин при одновременном улучшении параметоов качества поверхности йз и Щ ) на 30 - 60 . При этом износ алмазного круга в сравнении с обработкой по прототипу не изменился.Результаты обработки с другими параметрами заявляемого способа сведены в таблицу. 1. Способ шлифования, при котором кругу при сьеме основного припуска сообщают вращение в условиях относительного перемещения детали и инструмента, а во время выбегэ последнего перед выхаживанием производят торможение круга до его останова или до заданного значения скорости его вращения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества обработки, во время вцбега кругу сообщают подачу, превышающую в 2-9 раз подачу на этапе выхаживания за счет упругих отжатий, созданных на этапе съема основного припуска.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что величину скорости вращения круга после торможения выбирают по формуле ч Н чк -- к -- . 1000 ЧЧПо заявляемому способу О способупрототипу тягле: илогзз(ело Г прОцесса 15 ребус(ел 701 20 2 12 110 З,с и.3 л 2,01 Г.З Состаеитель )О.НоеОселое РЕдактор ГЕХР 8 Д М(/(ОР(ГЕ 11 ТаЛ Корректор Л,лиерл аказ 2513 ВНКМПИ Госу Под г.йс ЛМ и ОТю наб,. 4/т(ОРрь)тиям при ГКНТ СССР Т ражствен ного (фоу 1 итета г(о иаобретен 1З 13Д 5, 11/,ОСКЕа, Л 3,(:1, )ат(/(з)СКЗЯа роизнодс геенно-и:1 да гельсий кот/(бина г "("(1 атент", г, йкгород, (//(.Гагарина, (О Где (/1,ск. рОсть О"ремеьцени(." дете"ЛН: Врл(зл бглэ(ю(рцв( л, нин( По прототипу бглансирззки асуисестгляетсл не(тасрелстоенно не с(анке с использаггплс опбролгп(икг типа 72 и вольтметра с усилителем молсгп ЗЬ . 1,по заяоляемому способу- но бзд(апсироео(г(мх (гаках ) . Время операции. прзеки шлиф(таллно-о груга, ми( Йзтяг мемду ру(ом и Ле. талью, мхм Достигаемая праизгогтель. ( з ность сьеме припусхэ, мк(л/ мин Брег(я гмхзмиганил, мин Дастиггемел шеросел гость по параметру пя, (кк( Достигаемое знзлегпте пока. сзтелл волнистастл хахс("мальнос знлкеннл нл трассе профилагргфирагз. нил),мм. 1 г/а Износ круга. мг/ г(отнес. телы(мГ( рзсхог) алмгзаа(