Способ шлифования цилиндрической детали

/00//В 24 В 5/00 ИСАНИЕ РЕТЕН 54) СПОСОБ ШЛИФОВДЕТАЛИ 5) Изобрете СКО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Специализированный проектный констРукторско-технологический институт по разработке и внедрению автоматизированных систем для оборудования с программным управлением (72) Ф.В.Новиков(56) Лурье Г.Б, Прогрессивные методы круглого наружного шлифования, Л.; Машиностроение, 1984, с. 4-7, рис.1 а. Ние относится к машино Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при шлифовании разнообразных цилиндрических деталей.Целью изобретения является повыше ние эффективности шлифования путем : снижения интенсивности износа круга.На фиг. 1 приведена схема осуществления способа. шлифования; на фиг,2 - расчетная схема процесса шлифования для случая, когда ОЙ ; на фиг.3" расчетная схема для случая, когда с- Б,р на фиг. 4 - расположение линии полного съема материала в рабочей поверхности круга для случая и = 2.На фиг, 1-4 обозначено: 1 - деталь, 2 - круг; 3 - элементарные цилиндрические оболочки прнпускаф 4 - линия полного съема материала, 5 - слой шероховатости обработанной построению и может быть использованопри шлифовании разнообразных цилиндрических деталей. Целью изобретенияявляется повышение эффективности шлифования путем снижения интенсивностиизноса круга. Кругу 2 сообщают вращательное движение, а детали 1 - вращательное и возвратно-поступательноедвижение. При этом номинальную глубину шлифования устанавливают меньшепредельной толщины среза, а скоростьвращения детали - в соответствии срасчетной формулой, в зависимости отрадиусов круга и детали, скоростикруга и его зернистости, а также номинальной глубины шлифования, 4 ил1 табл,верхности; 6 - уровень связки круга, 7 - режущие зерна круга.В данных расчетных схемах шлифования снимаемый припуск представлен пакетом элементарных цилиндрических оболочек, которые при достижении определенной (в зависимости от угла входа оболочки в рабочую поверхность круга) глубины внедрения в .слой зерен срезаются, Граница полного среза элементарных оболочек зернами круга определяет положение поверхности резания при шлифовании, характеризующей рас- а пределение съема подводимого в зону резания материала вдоль дуги контакта с деталью. В двухмерной системе координат граница завершения диспергирования режущими зернами обрабатываемого материала определяет положение линии полного съема материала -О 03 О 04 О 06 О 08 О 18 одной из основных характеристик процесса шлифования.Форма линии полного сьема материала зависит от соотношения парамет 5 ров С и Кда. В случае, когда К (фиг, 2), полный срез элементарных .цилиндрических оболочек происходит в основном в первой половине угла контакта круга с деталью и максимальную глубину внедрения в рабочую поверхность круга имеет периферийная оболочка. Форма линии полного съема материала в этом случае приближается к прямой, расположенной под определенным углом к наружной поверхности круга. Чем больше глубина шлиФования, тем меньше угол наклона прямой: Соответственно форма единичного среза приНимает запятообразный нид, характери зующийся неблагоприятными условиями стружкообраэования вследствие низКих значений а /Е (где а - текущее Как следует из приведенной та 6 лы., с увеличением глубины,плийонания 1: (при соответствующем уменьшены: -коости нращения детали 7, ) энерго,емкость шлифования резко нозрастает что подтверждает указанные законен.еррости шлифования.1В случае, когда С= Кмкс(фиг 3), число оболочек, срезаемых в первой и второй половинах угла контакта круга с деталью, приблизительно равны, а максимальную глубину внедрения в рабочую поверхность круга имеет промежуточная элементарная оболочка Линия полного съема материала в этом случае расположена симметрично относительно плоскости шлифования ОО и единичный срез приобретает сегментообразную форму. Углы входа режущих зерен в обрабатываемый материал, а следовательно, соотношение а Ф при этом значительно возрастают, что приводит к улучшению условий стружкообразонания, поскольку снижается доля упругопластического деформирования материала и процессов трения в общих энергетических затратах при резании, Это способзначение толщины среза, м; К - радиусрежущей кромки зерна, м), что приводит к интенсивному упругопластическо"му деформированию обрабатываемого материала без отделения стружки и преобладающему влиянию при резании процессов трения, ухудшающих качествообрабатываемых поверхностей и повышающих энергоемкость шлифования и износ круга,В таблице приведены экспериментальные значения энергоемкости шлифования (Э), равной отношению мощности шлифования и производительности обработки, н зависимости от глубины шлифования (С) при одинаковой производительности Я = 7 10 мм /минУсловия проведения экспериментов: круг - 1 А 1 300 х 25 АС 6 250/200 - МВ 1 1007. обрабатываемый материал - ВК 8 + сталь Ч = 35 и/с, Б = 0,9. 075 01 015 03 стнугт уменьшению энергоемкости шлифования интенсивности тепловыделения н зоне резания и соответственно,повышению качества обработки. Таким образом, переход от запятообразной формы среза к преимущественно сегментообразной форме при одном значении максимальной глубины внедрения обрабатываемого материала н рабочую поверхность круга, т,е. фактической глубине шлифования, позволяет улучшить процесс резания, повысить технико-экономические показатели обработки.Условием перехода преимущественно запятообразной формы среза в сегментообразную является условие С ( Км , т.е, сегментообразная форма среза будет иметь место при всех значениях минимальной глубины шлифования, изменяющейся в пределах О с 1: с Км к . В предложенном способе шлифования значение С принимает верхний предел С ф-" = 1 с . Это связано с тем, что достимаксженйе заданной шероховатости обработанной поверхности В.при значенияхмаксКтребует снижения производительности шлифования и поэтому в ка,Б ,5 а 50,5 - (. - .) = О, (1)угде г. = - (округляется с избыткомСдо целого числа и при указанном соотношении параметрови е принимает значение п = 2) .Расчет , по уравнению (1) ведется численным методом, для чего задается значение С, равное или соизмеримое с параметром шероховатости К,.аои перебором р устанавливается искомое значение а. В случае, если ,р не УДовлетвоРЯет условию К к С ( с П, значениеуменьшается в прецоксфделах заданного класса шероховатости и расчет повторяется до тех пор, пока ,р не будет удовлетворять указанному условию.Предельная толщина среза Нпри этом устанавливается из зависимостиР Р.макс аксро-г-базовые значения предельной толщины среза, м; прочности режущего зерна, Н; прочности обрабатываемого материала Н/м 2 ф текущие значения прочРб 5 154 честве оптимального значенияпринято- К , при котором производи тельность обработки в случае образования преимущественно сегментообразной формы среза - максимальна.Для эфЬектиного ведения процесса шлифования в таких условиях необходимо, чтобы фактическая глубина шлифования изменялась в пределах К ( ( .Н, ,. В противном случае, т.е, при) Нц , круг будет интенсивно изнашйваться вследствие преждевременного разрушения и выпадения зерен из связки, а также интенсивного контакта образующейся стружки со связкой круга.Учитьвая, что межцуисуществует вполне определенная кийематиеская взаимосвязь, установим зависиость, позволяющую по заданному значению , равному или соизмеримому с параметром шероховатости К , опре делить значение С, .Для этого воспользуемся известным уравнением, принимая= Кмакс у = =Н , и = 2 и преобразуя уравнение к виду:2782 ности режущего зерна мф прочности обраба" тьваемого материала, Н/м,Номинальную глубину шлфоваия устанавливают из условия(1,3 10Принимая в качестве базового обрабатываемого материала твердый сплавВК 8, а в качестве базовой прочностирежущего зерна 10 Н, расчетно-экспериментальным путем установлено значение Нравное 1210 м. При этомметоде определения параметра Нщаксдостаточно знать значения Р и О.Скорость детали Чде , соответствую щая таким условиям шлифования, устанавливается из известной зависимостии преобразуется с учетом и = 2=Ь(3) где ш - Объемная концентрация зерЕн,ЕХ - зернистость круга, м;40 Чкр - скорость круга, и/с,фКр иК - соответственно радиусы круга и детали, м;(1 - Е) - коэффициент, учитьвающий вы соту выступания зерен надсвязкой.В отличие от известной зависимости для определения скорости детали,в предлагаемом способе аналогичнаязависимость содержит в явном видестандартные характеристики круга -ш, Х, а.также параметр е.,Р, регламентирующий нагрузку, действующую на зерна круга и соответственно интенсивность их износа в процессе шлифования.Следовательно, изменение скорости де"тали в соответствии с предложеннойзависимостью позволяет, во-первых,снизить износ круга, так как созда 1542782ются благоприятные условия вмещаемосчи стружки в межзеренном пространстВе круга и исключается преобладающееПреждевременное разрушение и выкраши 5вание из связки режущих зерен, вовторых, обеспечивается требуемая шероховатость отработанной поверхности,.так как номинальная глубина шлифования заведомо принимается равной илисоизмеримой с максимальной высотойкронеровностей обработанной поверхости.Цилиндрической детали (фиг. ) сощают возвратно-поступательное перещение со скоростью Би вращательое движение со скоростью Че-, опре,иеляемой зависимостью (3). 1 Блифовальнвю круг 2 установлен периферией параллельно оси цилиндрической детали 1 20Ц вращается со скоростью Ч , Номинльная глубина шлифования устанавливается равной или соизмеримой сксимальной высотой микронеровностейоработанной поверхности а фактичесРкая глубина шлифования определяется изуравнения (1) при условии К а: смаксФ НмаксП р и м е р. Производится обработк цилиндрической детали из твердого 30стлава ВК 8 радиусом Б.ет = 0 С 5 и кругом 1 А 1 300 х 25 АС 15 160/125-100 Х-Е.;Требуемая шероховатость обработки1:,= Р,5-12,5) 1; иПредельная толщина среза Нм, ,с для 35нной пары обрабатываемого материаи характеристики круга ." соо.веттвии с зависимостью 2) равна1410 м. Принимая номинальную глуднну шлифованияр авион00 м 9 40з уравнения (1) устанавливаетсяфактическая глубина дцтифованиявоторая равна 12,910 и, Следовательно 1: с Ни нагрузка, действующая на зерна круга не превышает 45Предельное значение,Принимая в качестве исходных данных для расчета скорости детали следующие значения параметров: ш = 100, Х = =140 10 бм; Ч=30 м/с; К кр =О, 15 м; К 4 е = =0,05 м; Р =26,7 1/М;, =12,810 м,=.б10 10 м, по зависимости (3) устанавливается Чет:Че= 0,149 м/с = 8,92 м/мин, Таким образом, применение установленных параметров режима шлифования:- 1010 м и Че,- = 8,9 м/мин позволит производить обработку с преобладающей сегментообразной Формой срезов.Формула изобретенияСпособ шлифования цилиндрической детали, при котором устанавливают номинальную глубину шлифования, а детали сообщают вращательное и возвратно-поступательное движение относительно вращающегося шлифовального круга, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности шлифования путем снижения интенсивности износа круга, номинальную глубину шлифования выбирают из условияН макса скорость вращения детали определяют по формуле-Г 2 ш Ч сзЧАет,л. - 1 1 о,в203 и Х ( -- + -- )1 Ает Н кр где С - номинальная глубина шлифования, м;ш - объемная концентрация зеренфХ - зернистость круга, м,Ч- скорость круга, м/с, де у( соответственно радиусыдетали и круга, м:Н, - предельная толщина среза,м,аказ 370 Тираж 609 ПодписноеНИИПИ Государствен ям при ГКНТ СС 113 5 ного комитета по изобретениям и открыти 035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/ Производственно"издательский комбинат "Патент", г, Ужгор Гагарина, 1 О