Способ шлифования кругом из синтетических сверхтвердых материалов

(1) В 24 В 1/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ С(71) Специализированный проектныйконструкторско-технологический институт по разработке и внедрениюавтоматизированных систем для оборудования с программным управлением(54) СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ КРУГОМ ИЗ СИТЕТИЧЕСКИХ СВЕРХТВЕРДНХ МАТЕРИАЛОВ.801645104 А 1 строению и может быть использовано при алмазно-абразивной обработке различных цилиндрических деталей. Целью изобретения является повышение производительности обработки при одновременном снижении износа круга путем значительного уменьшения глубины шлифования. Кругу б из синтетических сверхтвердые материалов сообщают вращение со скоростью Ч, а цилиндрической детали 5 - гращение со скоростью У и продольную подачуяе и Вр определяют по приведенным в описании расчетным Формулам в зависимости от диаметра детали, глубины шлифования и фактической толщины среза. 3 табл. 3 ил.5104 164Изобретение относится к машино 1строению и может быть использованопри алмазно-абразивной обработкеразличных цилиндрических деталей.Цель изобретения - повышение производительности обработки при одновременном снижении износа круга путем значительного уменьшения глубинышпийования, приходящейся на один оборот детали, и суммарной мгновеннойплощади среза всеми зернами, находящимися одновременно в контакте с обрабатываемым материалом,На Фиг. 1 показана схемаобработки, на Фиг. 2 - расчетная схема шлиФования для случая, когда глубинашлиФования, приходящаяся на оборотдетали, значительно выше максимальной глубины внедрения металла в рабо"чую говерхность круга; на Фиг, 3 -расчетная схизма для случая, когдаглубина шлиФования, приходящаясяна один оборот детали Г, меньше максимальной глубины внедрения металлав рабочую поверхность круга1На Фиг.1-3 обозначены осевая плоскость 1 шлийования, соединяющая цент.ры круга и детали, линия 2 полногосьема металла, уровень 3 вершин мак"симально выступающих зерен над связкой круга, элементарные оболочки .4,которыми условно представлен снимаемый прицуск, обрабатываемая де"таль 5.В данной расчетной схеме шлиФования снимаемый припуск представленпакетом элементарных цилиндрическихоболочек, что весьма удобно при анализе процесса шлиФования, Исходяиз приведенной схемы шлиФования, соотношение параметров 1: и Г. оказывает существенное влияйие на закономерности съема металла и йормооб"разование поверхностей при шлиФовании. В случае когдаН, 1: , т,е, дляпервого случая, срез оболочек происходит эа один оборот детали. Максималь.ную глубину внедрения в рабочую поверхность круга имеет периФерийнаяоболочка. Все оболочки, расположенные ближе к центру детали, срезаютсязернами круга при меньшей глубинеих внедрения в рабочую поверхностькруга, что обусловлено различнымиуглами входа оболочек в рабочую поверхность круга. Чем.больше угол входа, тем больше параметр Ги наобо.рот. Незначительная часть оболочек при такой схеме шлиФования не успевает срезаться зернами круга за одиноборот детали и поэтому они йорми"руют слой шероховатости обработан"ной поверхности, который полностьюудаляется при втором обороте детали. В случае, когда 1 (, закономерности среза оболочек принципиальноизменяются. Полный срез оболочек происходит в результате большого числаконтактов их с режущими зернами, т.е.полный срез йиксированной оболочки 15происходит через определенное числооборотов детали, определяемое соотношением/й, Максимальную глубину внедрения в рабочую .поверхностькруга в этом случае имеет не перийе рийная, а промежуточная оболочка. Линия полного съема металла, определяющая границу полного среза оболочек, что соответствует границе .завершения диспергирования режущими зернами металла, подводимого в зону 1резания, становится симметричнойотносительно осевой плоскости шлиФования, соединяющей центры круга ицилиндрической детали. Съем припу ска по такой схеме шлиФования имеетряд особенностей, выгодно отличающих ее от схемы шлиФования с 1Э)ЙЭто связано прежде всего с изменением условий работы зерен. Единичныйсрез происходит не по "свеже му металлу",. а ао ранее образованной "канавке", что приводит к сни"жению площади единичного среза исоответственно уменьшению нагрузки,действующей на зерно, и износа круга в целом. При"этом зЬЬект снижения износа зерен имеет место безуменьшения производительности шлиФования, поскольку абъеи иетйлла, 45 снимаемый отдельньи зерном, остается прежним, происходит лишь перераспределение соотношения между длиной среза и площадью поперечногосреза " последний параметр уменьшается, а первый пропорционально возрастает, Об этом свидетельствуютрезультаты, приведенные в табл.1-3,согласно которым при заданной максимальной глубине внедрения металлаВ рабочую поверхность круга Су продольная подача Я, а следовательно,и производительность шлифования Я,остаются неизменньщи независимо отсоотношения скорости детали Чд и7 16451При этом, измерение параметра шероховатости обработки следует производить после длительной приработки круга, когда на его рабочей поверхностиобразуется устойчивый рельеф. Затем,фиксируя значение продольной подачи,соответствующее заданной (из технических требований) шероховатостиобработки, определяется зависимостьпараметра точности обработки от скорости вращения детали и обрабоукавсех последующих деталей из партииодинаковых деталей производится соскоростью вращения детали, выбраннойиз условия требуемой точности обработки по установленной зависимости.Возможность определения оптимального значения Бц таким образом обусловлена тем, что, следуя данным, 20приведенньы в табл.1-3, и зависимости(1), с увеличением Бцпри неизменности Че параметр й возрастает иприводит к росту(что равносильноувеличению -9 К д, ). Следовательно, 25при достижении параметром К а значения, равного заданному, продольнаяподача Б 1 принимает оптимальноезначение,Необходимо отметить, что установление Я возможно при изменениимЧ в пределах 7 = 3-10 - . В продет д РТтивном случае, т.е, при значении7 , меньшем указанного, схема шлифования, приведенная на фиг.3, трансформируется в схему шлифования, приведенную на фиг.2, и установление оптимального значения 8 невозможно попричине изменения характера зависимости Н., , от 8Таким образом, зная оптимальноезначение 8, может быть установлено оптимальное значение Ч е, длячего фиксируют оптимальную продольную подачу 8 ц и определяют параметр точности обработки в зависимости от скорости вращения детали, ко торая имеет возрастающий характервследствие увеличения энергоемкости шлифования (по указанным вышепричинам).После несложных преобразованийизвестной. зависимости.й .;г"04где К - поверхностная концентрациязерен круга, кг/м ,Ь - максимальная высота выступания зерен иад связкойкруга, м,7" скорость круга, м/с,ЧАе " скорость детали, м/с,19 = - + -- приведенный радиКР Едет1.ус, -мона примет видЗ,детК Чкрй р (4)9 Ь 2С учетом известного соотношенияВпр е5еприведенная зависимость опишется(6)еР9 Ь 2 Ф ВДатУчитывая, что в случае Е Ф й,т,е. для Б й 0,017, продольнаяподача Бп, равна 0,03-0,05 м/мин,в случае С С 1 продольная подача8 определяемая по зависимости (б),может быть представлена следующимобразомБ = 8 1 ( ) У (7)Мгде, " значение р при 8 = 0,017,значение Супри 8. С 0,017,Ч 2(предельное значение собусловлено максимальнойвысоой выступания зеренад связкой круга).Параметр й 1 может быть представлен из зависимости 8 = Ьр =й (рР = Б й, где 8 = О,017, тогда й -" 0,017 й).С учетом такой зависимости продольная подача определяетсяЭВр Щ 0,00083( - Й )Р)где В - глубина шлифования, и,- фактическая толщина среза,МеИз формулы (2) скорость деталиЧ равна ОАет= г (10)Б сумм5лС учетом Я = 1 Вдруг Яп , зависимость(1) примет види Эдет Я ггггЛ,Беум10Значения продольной подачи Бггвприведенной зависимости следует принимать больше значений 0,03-0,05 м/мин,обеспечивая при этом соблюдение условия Я( 0,017.15Прецельное значение Ясд,г определяется расчетно-экспериментальным путем, для чего устанавливается экспериментальная зависимость точности обработки(отжатий в технологической системе) От скорости детали и определяется точка на зависимости, в которой начинается интенсивный рост величины отжатий.Определение зависимости параметраточности обработки Ь от скоростивращения детали Чдрг производитсяследующим образом. При постоянных значениях Ь =0,5 10 ми Яп = 0,002 м/сзадается конкретное значение грт и30производится съем припуска за один продольный проход круга. Замеряется фактический диаметр обработанной деталиЭи определяется параметр точностиобработки 5 по зависимости 35 12 гг " г(12) ЗависимостьОт Ч / определялаеь в диапазоне изменения Ч д 5- 20 м/с. Для этого роизводилиеь измерения Эи устанавливались зна"55 чеииЯ Э Н длЯ Чдрт= 5, 10, 15 у 20 м/с. Ниже приведены полученные значения где Э - номинальный диаметр обраМботанной детали, полученный 40 из расчета съема всего припуска за один продольный ход круга без учета деформаций (отжатий) в технологической системе. 45 Ъля другого значения Ч устанавливается пересчетом Э н и измеряется Э , после одного продольного хода круга с той же глубиной шлифования. Половина разности диаметра дает но- .50 вое значение Ь и т.д,Чдр, м/с 5 10 15 20гг10 гм 6 8 10 18Как следует из приведенных выше данных, требуемая точность обработки, равная Д = 1010м достигается при Чдрт = 15 м/с.Следовательно, предельное значение Б, дмдостигается при Чр15 м/с. Для определения предельного значения Бсгг можно воспользовать зависимость (11), представив ее в видеЯ - ф" (13)БсммЧДртПодставляя в зависимость (13)значениЯ ЭАрг = 0,2 м, Яп = 0,002 м/с,е = 0,5 10-м, Чрг= 15 м/с, получаютБс м= 42 10, м,С учетом полученного значенияБзависимость (11) принимаетвидЧДег = ,510Э рт Бпг, (14)7,П р и м е р. Производилась обработка цилиндрической детали диаметром 0,05 м из Р 6 М 5 кругомА 300 фх 25 АС 6 160/125-1007.-МВ 1 с глубинойшлифования г = 0,5 10м и скоростью круга - Чп = 40 м/с.Учитывая, что максимальная высотавыступания зерен над связкой круга(из условий прочности алмазоудержания) составляет 0,3 размера зерна,т.е. 40 10 м, параметр Сгр будет ра-бвен 40 10 б м.ТогдаЯп = 11,25 м/мин,Скорость детали равнаЧрт= 337 м/с.Формула изобретенияСпособ шлифования кругом из син тетических сверхтвердых материалов, при котором цилиндрической детали сообщают вращательное, возвратно-поступательное движения и продольную подачу, а съем припуска производят по крайней мере за один проход, о т л и" ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности обра" ботки при одновременном снижении износа круга, продольную подачу .Яггггорректор М.Самборская аказ 13 раж 474 дписное НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагар 101 и скорость вращения детали 74 определяют соответственно по ФормуламБ о = Оэ 00083(гуОэ 017 )7Аег= 7510 Аег Ба 1Составитель А, Шут Редактор М.Товтин Техред С,Мигунов диаметр детали, мглубина нпийования, и,атактическая толщина среза;и,