Способ обработки деталей в свободном абразиве

СОЮЗ СОНЕТСНИХСОЦИАЛИСТИ 4 ЕСНИХРЕСПУБЛИН 801204362 А 24 В 31 1 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН нои от ли, на вокруг оси смещ центра массы де осительн начают в величинаределяетдиапазоне 1,0-2,5 при э смещения последней оси ся из соотношения(н- сов у мс- р сову где г ссто тали ие центра м тоси вок вращают са о глоения ометр иясе- С оси, етри кой ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРУ 745108, кл. В 24 В. 31/00, 1980,(54)(57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙВ СВОБОДНОИ АБРАЗИВЕ, при которомдеталь размещают в псевдоожиженном абразиве и сообщают ей вращение вокруг двух нересекающихся осей,одну и., который совмещают с геометрической осью детали, а вторую смещают относительно центра массыдеталио т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения производительности обработки внутреннейповерхности цилиндрической детали,отношение угловой скорости вращениядетали вокруг своей геометрическойоси к угловой скорости вращения вои скорорадиус деЯ /ооугловая скорость вдетали вокруг ее гческой оси;коэффициент тренияугол пересечения .оугловая скоростьдетали вокругкающейся с геомосью детали.04362 510 15 20 25 30 35 40 45 1 .12Изобретение относится к абразивной обработке (копированию, снятию заусенцев, скруглению острых кромок, зачистке и т,п.) внутреннихпреимущественно конических и цилийдрических поверхностей деталей типа дисков, роторов газотурбинных двигателей.Известен способ обработки деталей в псевдоожиженном абразиве, согласно которому деталь вращают вокруг двух пересекающихся осей, одну из которых совмещают с геометрической осью детали, а вторую смещают относительно центра масс детали Я .Однако известный способ не обеспечивает производительной обработки внутренних цилиндрических конических и других поверхностей деталей, так как отношение угловой скорости вращения вокруг оси,не проходящей через геометрическую ось детали, к угловой скорости вращения детали вокруг своей. геометрической оси задают равным синусу половины угла конуса, а ось,не проходящую через геометрическую ось детали, смещают относительно центра масс детали на произвольную величину.Цель изобретения - повышение производительности обработки внутренних цилиндрических, конических и других поверхностей детали.Цель достигается тем,что согласнс способу обработки деталей в свободном абразиве, отношение угловых скоростей вращения детали вокруг своей геометрической оси к угловой скорости вращения вокруг оси,смещенной относительно центра массы детали, назначают в диапазоне 1,0 - 2,5,при этом величина смещения последней оси определяется из соотношенияг о-соэ фЯи-СОЮЗ) Ф 610 ОЙ бщс- М созгде г - расстояние центра массдетали от оси, вокругкоторой деталь вращаютс угловой скоростью;К - радиус детали;й /са;- угловая скорость вращениядетали вокруг ее геометрической оси;1 - крэффициент трения;Ч - угол пересечения осей;4 - угловая скорость вращениядетали вокруг оси, пересекающейся с геометрической осью детали. На фиг.1 показан пример обработки детали с цилиндрической внутренней поверхностью в псевдоожиженном абразиве при расположении осей, вок" руг которых вращают деталь, в вертикальной плоскости; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1.Обработку внутренней поверхности Б детали 1 производят в псевдоожиженном слое абразива 2, расположенном в камере 3 на газораспределительной решетке 4, под которую через камеру В подают поток 6 воздухаприводящего абразив в псевдоожиженное состояние.Обрабатываемой детали 1 сообщают вращения с угловой скоростью Я вокруг ее геометрической оси 5 и с угловой скоростью и вокруг оси 6, пересекающейся с ее геометрической осью 5 под угломв точке 0 (фиг.1 и 2).Скорость движения абразивных частиц относительно внутренней поверхности и давление частиц на поверхность, от которых зависит производительность обработки, увеличивается с увеличением У, Я и и = Я /И , однако при увеличении й необходимо увеличи вать отношение/8, т.е. увеличивать габариты устройств, реалиэующих способ - оптимальные значения 1 , при которых обеспечивается производительная обработка внутренних поверхностей детали при практически приемлемых значениях г/К, т.е. при приемлемых габаритах устройств, находятся в диапазоне и =1,0-2,5, при этом уголвыбирают следующим образом.Сложноедвижение детали вокруг оси 5 и 6 рассматривают как мгновенно-поступательное движение центра С масс детали и относительное вращательное движение с абсолютной угловои скоростью яСилы инерции Кэриолиса при этом отсутствуют, так как переносное движениепоступательно. 50 Силами веса частицы и аэродинамического сопротивления ее перемещению, в сравнении с силами инерции, пренебрегают так как они малы,Рассматривая силы, действующие 55 на абразивное зерно массой ш находящееся на нижней образующей цилиндрической внутренней поверхности детали (фиг,1) а также силы, действующие на зерно в при его произвольном положении (фиг,2), можноустановить, что абсолютная угловаяскорость ц , вращения детали равна геометрической (векторной) сумме угловых скоростей я . и Р еевращений относительно осей 6 и 5 может быть определена по формуле косинусов Я + Я собисоб .С абс 2) Я 6111 Ц(3) С системе огновенно- пос центром С счета, движущейся упательно вместе масс детали, на часдействует перенос- и тицу массой 111 ная сила инерц(4) где .г - расстояние от центра массдетали до оси 6.Сила инерции Р со направлена перпендикулярно оси 6 и не"зависит от положения частицы.Разложим силу Р я на составляющие: Яя - нормаль образующей А детали, и Я сд - тельную к ней причем ную к каса Ф1 Я СОг111 1 И Гсд соесу=РЯ З 1 П Мса п 1 вд, ( )В системе отсчета, вращающейся с угловой скоростью ю е относи-. тельно поступательйо двщкуМейся системы, на частицу действует сипа инерцииР 2с 1 авс 111 1 оаБс рПри этом здесь и в дальнейшем верхний знак относится к случаю противоположных направлений вращений И и Я , а нижний знак - к одинаковым направлениям вращений (фиг.1).1Значение угла 1 () между векторами абсолютной угловой скорости С 0 аБс (или Я аБс ) и осью Детали определяем из векторного треугольника угловых скоростей (фиг.1), при этом значения косинуса и синуса угла( ) которые необходимы для дальнейшего анализа, равныгде К,1 ы сов г абс аБС с 111 "СоБС СОЯ(8)где К - внутренний радиус детали,При нахождении абразивной частицы в положении ш ( или ш 4),(фиг.2) направление вектора Рс)перпендикулярно поверхности 6 вэтих точках (фиг.1)вследствие чего 30НорМаЛЬНая СОСтаВЛяЮщая ЯС 1 МаКСИавсмалька и равна силе инерции Рцт е Сасс Равса а КаСатЕЛЬНая СОСтаВЛяЮщая ЯИаБс 0Возможность движения частицы относительно внутренней поверхности Б детали обеспечивается, если в любой точкенапример, в точках ш,ш, 111 ш, ш и других (фиг.2) располо ной на внутренней поверхности Б но мальная составляющая Я 4 от вращения детали вокруг оси 6 будет больше чем максимальное значение нормальной направляющей Я И , отасс вращения детали с угловой скоростью Уас ,т,е. 5 40 жен 45абс 50 В этом случаеЯы, которая, болотбрасывается кренней поверхносудаленной от оси55 чем положение этется неизменнымО,С в 1 процессеугловой скороСтью под дейсьше Щанижней чати детали6,(фиг. 1ого абраотноситеее вра вокр твием силыабразив сти внутнаиболееи 2) приУ.зива остально линии ащения с уг оси 6, - радиус-вектор частицыотносительно векторауГЛОВОИ скоростн ИаБсНаправление силы Рц перпен 6 БсДикулнрно вектоРУ И аБс абсолютнойугловой скорости (фиг.1).Значения .нормальной Яо и касательной Я иа составляющих векаБстоРа Рс 1 аБс.Различны в Разных точках 10 на внутренней обрабатываемой поверхности Ь детали вследствие различных углов между направлением РЯаи касательными к точкам поверхностиБ в которых в данный момент находится частота (фиг.1 и 2).На частицу п 1, расположеннуюна нижней образующей Адействуетнормальная и касательная составляющиесилы РИ соответственно5 1204362 Ь Тогда при вращении детали отно- (5) и (7),учитывая значения сое и сительно ее центра С масс со ско- ехпиз (3) и (2),обозначая как и ростью. Я абразив скользит относи- .яранее - = и производя необходимые тельно внутренней поверхности дета- р нее ь 1ли, производя ее обработку. 5,преобразования получим условие движеЕсли нормальная сила инерции ния вдоль нижней образующей А в стойл от вращения детали с угловойцвс, рону выхода иэ внутренней по- скоростью Явс больше силы инерции лости детали Я я от вращения детали вокруг оси 6,то абразивные частицы, поджимаясь к 10 Г ,(внутренней поверхности 6 детали Т 1 эв - р сов " (14) по всему ее периметру, образуют плотное абразивное кольцо, вращающеесявместе с деталью 1 вследствие чегообработки не происходит. 15Из (10),учитывая (5) и (9);полу- чим г гщ г ы соэЧ щсьсгПодставляя в (11) значение И , из (1), обозначая отношение угловой скорости 12 к скорости И через И т.е. и = Й /и, и производя необходимые преобразования, получим в окончательном виде необходимое и достаточное условие движения абразивной частицы относительно обрабатываемой поверхности Ь в тангенциальном направлении 20 30-.г"з ФЙ соб С ЯИ. О С 4 щв Р (йц+М 11 сес)у (13) где 1 - коэффициент трения абрази,ва по обрабатываемому ма 55териалу.Подставляя в (13) значения Оа,Оса , Бса;и Бщ из (6), (8),где г - расстояние центра масс Сот оси 6; 35- внутренний радиус детали;И - отношение угловых скоростей;с - угол пересечения осей.Возможность движения абразива 40 влево вдоль нижней образующей А внутренней поверхности в сторону Г выхода из внутренней полости детали, что необходимо для смены абразива в зоне обработки 1 обеспечивается, ес ли геометрическая сумма (ф Я 1ЦЯ,ввс) тангенциальных сил инерции больше сил трения от суммы нормальных составляющих (Йя Ф Й Ю ов, ) сил инерции (фиг.1), т.е. 50 Детали от специального привода (не показан) одновременно сообщают вращения вокруг осей 5 и 6 в противуположных направлениях - вокруг геометрической оси 5 детали ее вращают со скоростью 0 а вокруг оси 6, пересекающейся с геометрической осью 5 детали под углом ц и находящейся от центра С масс детали на расстоянии г - со скоро-. стью ЯПод действием центробежных сил от вращения детали вокруг осей абразив прижимается к нижней части внутренней поверхности детали, наиболее удаленной от оси вращения 6, и перемещается относительно внутренней поверхности в тангенциальном направлении вследствие того, что деталь вращается относительно вра, щающейся оси О, С с относительной угловой скоростью Р . При этом происходит обработка детали.При подходе абразивных частиц к нижней образующей А детали они под действием центробежных сил выбрасываются из внутренней полости детали в сторону " выхода из нее в камеру 3. Вместо выброшенных из внутренней полости частиц ее заполняют новыми порциями абразива иэ псевдоожиженного слоя, в который погружена обрабатываемая деталь.Таким образом, обеспечивается одновременная более производительная обработка как наружных так и внутренних поверхностей деталей.При этом автоматически обеспечивается циркужция абразива через зону обработки внутренних поверхностей детади.Способ рекомендуется для обработки деталей, имеющих относительно небольшие габариты, (например, диаметр до 150-.350 мм). Способ может быть реализован и при обработкеиаЬс Закаэ 8464/Подписное В аж 76 7 1 деталей с коническими и фасонными внутренними поверхностями, при этом угол между осями 5 и 6 должен быть равным углусс),где сс - угол между образующей конуса и его геометрической осью в случае обра 204362 8ботки конусных деталей, или - 1 мак симальный угол между хасав тельной к профилю поверхности и осью детали ,в случае обработки с фасонной внутренней по- верхностью. Филиал ППП "Патент", .Ужгород, ул.Проектная