Способ суперфиниширования валов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 В 24 В 5/42 С)БРЕТ ТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ С 2 енными шейками. Сущность: обрабаую поверхность вала охватывают брусками и одной нережущей опорой, оженной симметрично брускам со ы большей из двух дуг обрабатываеверхности, соединяющих бруски, Вал ят в движение относительно брусков ы, Оси брусков в поперечном сечении асполагают друг относительно друга вом расстоянии р, которое выбирасловия 60+ ур108 - у, где у ая ширина бруска в поперечном се-вала. 3 ил,кий институ ОВАНИ строении и е валов с вы етрической с низкой из трично рас ы произ-й, огра-ордин й кри олярные коМ замкнуто поперечно имволизиру чно малых зх симметрич г 1,гг,г 1 - дли А, ОВ,01, но малыми чном сечен ска; фи г - ивольной точкиничивающейточки А, В и с сно доз 5 есконерасположснныупора, и упорно векторов Одвумя бесконесков в попере сеченое вала;ют соо гветствен емента брусков, но относительно ны соответствена - угол между элементами бруии вала; (180 -естний ости тривае 00м сечеВС гол ме 2мынии м элементомвала; а,Ь. с Выделим на му, бесконечно поверхности та метричны атно их точками А и перфиниширов теме, образов упором и обраб ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАН И(57) Использование: в машиприборостроении при обработсокими требованиями к геоформе шеек, преимущественнгибной жесткостью или с эксц Изобретение относится к машиностроению и приборостроению и может быть использовано при обработке валов с высокими требованиями к геометрической форме шеек, преимущественно с низкой изгибной жесткостью или с эксцентрично расположенными шейками,Цель изобретения - повышение кач ва обработки путем снижения отклоне от круглости обрабатываемой поверхн в виде огранок с пятью гранями,На фиг.1 показана схема суперфиниширования; на фиг.2 - схема для расчета колебаний натяга в технологической системе: на фиг.3 - зависимость интенсивности изменения амплитуды огранок с тремя и пятью гранями от угла малыми симметричными элементами брусков, вносящими это изменение.На чертеже обозначены; обрабатываемый вал 1; бруски 2 и 3; упор 4; /3 - угловое расстояние между осями брусков в поперечном сечении вала; у- угловая ширина бруполож тываем двумя рас пол сторон мой по привод и опор вала р на угло ютизу - углов чении1824289 ду упором и рассмабруска в поперечно- длины сторон ЛАкаждом из брусков по одно- малому элементу режущей , чтобы элементы были симительно опоры. Обозначим В. Рассмотрим процесс суния в технологической сиснной этими элементами, атываемой поверхностью,гд 1+ соз -2- Ьг+ соз т й)1 а2 огрешером и,5 енства выраже- Ь и отбрасывая ости, получим; х ( - зп(п12 а - 2 гоз(го+ Ьг+ й) Ь 2=2 гоз(го+ Ь 1+ Ьз) сг 2 го 1(го+ Ьг.ф Ь 1) ее здесь обозн ния а= 1-соз Целенаправленное колебание съема можно обеспечить соответствующим колебанием натяга в технологической системе. Эффективность исправления огранок с числом граней 3 и 5 зависит от амплитуды и фазы колебания натяга в системе, т,е. колебания радиуса окружности, проходящей через точки А, В и С (фиг.2).Контур поперечного сечения вала в полярных координатах выражается рядом Фурье г) = го+, Созп(п ф+ 9),где го - средняя величина радиуса,п - порядковый номер составляющей гармоники,Со и ф - соответственно амплитуда и фаза и-й гармоники,Для определенности будем считать, что вал вращается по часовой стрелке, тогда для 1 = 1,2,3 справедливо Ь 1 = ; Спзп(п ф + 1/ )и =1Й- Я Спзй(п(ф+ а )+и =1 00аЬа=Созп(п(Ч) )+ 9о=1Рассматривая ЬВОС, ЬАОС,еореме косинусов имеем; аг ггг+гз +2 гггзсозг г а г г и Ьг Г 12 +гз +2 г 1 гзсоз 7 с = Г 2 +Г 1 - 2 Г 2 Г 1 соз а гПодставив в полученные ния (1) с учетом малости члены высших порядков кратности записи введены Радиус окружности, описанной вокругЬАВС, выражается через его стороны и площадь 5 следующим образом: на Ь с (5) (4 Я ) Где (42 2(гаг+гсг+агсг)-4-с 4-а 4 С учетом (3) перепишем последнее выражение с точностью до величин высшего порядка малости: 15 (45) - 8 го тз(2- го+2 з+ (3- - ) Ь 1+ (3- - ) Ьг+ 1 с з 3 Рассматривая совместно равенства (5). (3) и(6), имеем; Раскладывая подкоренное вы пенной ряд и отбрасывая чл порядка малости, получим с у 4 О Если профиль детали содерж ность в виде одной гармоники с то, учитывая (2), имеем: пп(ф+а)+ фЛ 1+3 т зпп( ф + л +)+ 9 Ъ )(8) Второе слагаемое первой части уравнения (8) описывает переменную составляющую ЬЯ радиуса окружности, описанной вокруг ЬАВС.Обозначая соз п - +(-1) соз -а а 2 2 1+соз -а 2представим величину ЬВ следующими двумя способами:Ьй - С,Осозиз 1 и(и ф+ фь)+а+ ф,-С,Ози и 2 сози(ф+а)+ ф 1 (10) Из уравнения (8) следует, что колебание натяга является гармоническим и совпадает по частоте с колебанием величины п рипуска на обработку для каждого из рассматриваемых элементов брусков, Иэ уравнений (9), (10) и(2) видно, что колебание натяга раскладывается на две составляющие, сдвинутые относительно друг друга по фазе на 90 о, причем первая составляющая синфазна или находится в противофазе (в зависимости отазнака выражения Осози ) с колебанием припуска для соответствующего элемента бруска. Очевидно, что первая составляющая уменьшает исходную гармоническую погрешность формы в случае равенства фаз и увеличивает, если находится в противофазе, Интенсивность изменения исходной погрешности тем больше, чем больше амплитуда этой составляющей, Вторая составляющая не влияет на амплитуду исходной погрешности, Т.к. Со = соиз, то характер изменения амплитуды огранки с номером и определяется величиной Коа60+ уР108 -у 78"а102В этом диапазоне углов а величины Кз и К 5 принимают только положительные значения (фиг.З). а значит амплитуды огранок с 45 тремя и пятью гранями уменьшаются.П р и м е р 2, Обрабатывают ту жешейку, что в примере 1. Шейку охватывают двумя брусками и опорой, как в примере 1, приводит вал в движение относительно брусков и опоры, при этом устанавливают уголф" 72" =- 60 о+ у.Этому расположению брусков соответствует такой диапазон угла а:60 а 84На фиг,З видно, что этому диапазону а соответствуют только положительные значения величин Кз и К 5, но малейшее уменьшение угла /3 приведет к тому, что появятся части брусков (симметрично относителкно опоры), которым будут 5 10 15 20 25 30 для обеих огранок с числом граней и 3 и и - 5 и отрицательна для одной иэ огранок вне этого диапазона. Следовательно при угловом расстоянии 3 между осями брусков, определяемом по формуле 60+ +у /3 108 о"у, где у- угловая ширина бруска, бруски целиком будут находиться в области положительных значений Кз. и К 5, обеспечивающих исправление огранок с тремя и пятью гранями. Если же ф 60 о+у или 3) 108 -у тосоответственно внутренние или наружные края бру. с ко в будут находиться в области отриЦЪтельных значений Кз и К 5 и способствовать увеличению амплитуды огранки с тремя или пятью гранями,П р и м е р 1, Обрабатывают шейку коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, Шейку охватывают двумя брусками марки БКв 16 х 100 24 А М 28 СМ 7 КА ГОСТ 2456-82, каждый из которых имеет угловую ширину у= 12, и одной опорой, расположенной симметрично относительно брусков со стороны большей из двух дуг обрабатываемой поверхности. соединяющих бруски, приводит вал в движение относительно брусков и опоры, при этом между осями брусков в сечении, перпендикулярном оси вращения вала, устанавливаот угол/3, удовлетворяющий не- равенству т.е,72 396,например 3= 90 В этом случае каждому из брусков соответствует диапазон угля а, определяемый неравенствомсоответствовать угол а ( 60. а значит отрицательные значения величины Кз. Следовательно укаэанные части брусков будут увеличивать амплитуду огранки с тремя гранями.П р и м е р 3. Обрабатывают ту же шейку, что в примере 1. Шейку охватывают двумя брусками и опорой, как в примере 1, приводят вал в движение относительно брусков и опоры, при этом устанавливают угол /3 96 108- у. Этому расположению брусков соответствует такой диапазон угла а:84 а108Нафиг.З видно, что этому диапазону а соответствуют только положительные значения величин Кз и Кь, но малейшее увеличение угла Р приведет к тому, что появятся части брусков (симметричные относительно опоры), которым будет соответствовать угол а108, а значит отрицательные значения величины Кь, Следовательно указанные части брусков будут увеличивать амплитуду огранки с пятью гранями,5 Формула изобретенияСпособ суперфиниширования валовдвумя брусками, при котором вал устанавливают на опору, расположенную симметрично относительно брусков со стороны 10 больше иэ двух дуг обрабатываемой поверхности, соединяющих бруски, и сообщают ему перемещение относительно брусков и опоры, отличающийся тем,что,сцелью повышения качества обработки путем сни жения отклонений от круглости обрабатываемой поверхности в виде огранки с тремя и пятью гранями, угол между осями брусков в поперечном сечении вала выбирают иэ условия20 б 0 + у 5 ф 5 108- у,где у - угловая ширина бруска в поперечном сечении вала.