RU2137582C1

RU2137582C1 - Method of finishing treatment

Info

Publication number: RU2137582C1
Application number: RU98109365/02A
Authority: RU
Inventors: П.Я. Коротков; А.В. Королев; А.В. Асташкин
Original assignee: Коротков Петр Яковлевич; Королев Альберт Викторович; Асташкин Анатолий Васильевич
Priority date: 1998-05-14
Filing date: 1998-05-14
Publication date: 1999-09-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: finishing treatment is performed by means of abrasive bars secured in tool head. Part rotation axis and tool head axis are positioned at acute angle. Tool head is driven to circular oscillatory motion around point positioned in plane of symmetry of surface being treated and shifted from part rotation axis for distance to be found from condition

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к технологическим операциям чистовой обработки деталей типа колец высокоточных подшипников. The invention relates to mechanical engineering, namely to technological operations of finishing parts such as rings of high-precision bearings.

Известен способ чистовой обработки, при котором инструменты устанавливают вокруг оси, расположенной под углом к оси вращения детали, а точку пересечения осей совмещают с центром симметрии профиля обрабатываемой поверхности [1]. A known method of finishing, in which the tools are installed around an axis located at an angle to the axis of rotation of the part, and the intersection point of the axes is combined with the center of symmetry of the profile of the workpiece [1].

Недостатком данного способа является снижение производительности и качества, так как практически невозможно совместить точку пересечения осей с точкой симметрии обрабатываемой поверхности, а это вызывает "биение" инструмента и искажение профиля детали. The disadvantage of this method is the decrease in productivity and quality, since it is almost impossible to combine the point of intersection of the axes with the symmetry point of the machined surface, and this causes a "beating" of the tool and distortion of the part profile.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому (прототипом) является способ чистовой обработай вращающийся детали абразивными брусками, закрепленными в инструментальной головке, при котором оси детали и инструментальной головки располагают под острым углом [2]. Инструментальная головка вращается вокруг своей оси, пересекающейся с осью детали в точке симметрии обрабатываемой поверхности. The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed (prototype) is the method of finishing the rotating parts with abrasive bars fixed in the tool head, in which the axis of the part and tool head are at an acute angle [2]. The tool head rotates around its axis, intersecting with the axis of the part at the symmetry point of the machined surface.

Недостатком данного способа является сложность формирования выпуклой формы профиля внутренней поверхности детали, так как давление бруска по центру обрабатываемой поверхности в этом случае выше, чем по краям. The disadvantage of this method is the difficulty of forming a convex shape of the profile of the inner surface of the part, since the pressure of the bar in the center of the processed surface in this case is higher than at the edges.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение качества обработки, а именно обеспечение выпуклой формы профиля внутренней обрабатываемой поверхности детали. The task of the invention is to improve the quality of processing, namely, providing a convex shape of the profile of the inner surface of the workpiece.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе чистовой обработки вращающейся детали абразивными брусками, закрепленными в инструментальной головке, при котором оси детали и инструментальной головки располагают под острым углом, инструментальной головке придают круговое колебательное движение вокруг точки, расположенной в плоскости симметрии обрабатываемой поверхности и смещенной от оси вращения детали на расстояние, определяемое из условия:

где B - длина образующей обрабатываемой поверхности, мм;
Δ - требуемая величина выпуклости (вогнутости) профиля, мм;
D - диаметр обрабатываемой поверхности, мм.The problem is solved in that in the known method of finishing the rotating part with abrasive bars fixed in the tool head, in which the axis of the part and tool head are placed at an acute angle, the tool head is given a circular oscillatory movement around a point located in the symmetry plane of the workpiece and offset from the axis of rotation of the part to a distance determined from the condition:

where B is the length of the generatrix of the treated surface, mm;
Δ is the required amount of convexity (concavity) of the profile, mm;
D is the diameter of the treated surface, mm

Так как в предлагаемом способе чистовой обработки инструментальной головке придают круговое движение вокруг точки, находящейся на расстоянии, зависящем от размеров обрабатываемой поверхности и требуемой величины выпуклости этой поверхности, то в процессе обработки наибольшее давление бруска на обрабатываемую поверхность будет происходить на периферийных участках профиля, и следовательно, на этих участках будет происходить более интенсивный съем металла, а обрабатываемая поверхность будет приобретать заданную выпуклость. В то же время обеспечивается самозатачивание инструмента, активное снятие припуска и исправление погрешности формы детали. При слишком большом расстоянии от центра колебательного движения инструментальной головки до оси вращения детали невозможно получить заданную величину выпуклости, при слишком малом расстоянии - профиль обрабатываемой поверхности не получится плавным, так как по краям будет иметь выступы. Since in the proposed method of finishing, the tool head is given circular motion around a point located at a distance depending on the size of the surface to be machined and the desired convexity of this surface, during processing the greatest pressure of the bar on the surface to be machined will occur in the peripheral sections of the profile, and therefore , in these areas there will be a more intense removal of metal, and the treated surface will acquire a given convexity. At the same time, self-sharpening of the tool, active removal of the allowance and correction of the shape error of the part are ensured. If the distance from the center of the oscillatory movement of the tool head to the axis of rotation of the part is too large, it is impossible to obtain the specified convexity; if the distance is too small, the profile of the surface to be treated will not turn out smooth, since it will have protrusions along the edges.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема осуществления способа обработки. The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a diagram of a processing method.

К детали 1 диаметром D и высотой В, установленной на шпинделе изделия 2 и вращающейся вокруг своей оси 1-1 со скоростью V₁, поджимают абразивный брусок 3, закрепленный в державке 4. Державка 4 жестко закреплена на кулачке 5, который установлен в инструментальной головке 6 с возможностью перемещения в ее радиальных пазах (не показано) на различное расстояние относительно оси инструментальной головки 6. Ось 2-2 инструментальной головки 6 установлена под углом α к оси, параллельной оси 1-1 вращения детали 1, так, что она пересекается с плоскостью симметрии обрабатываемой поверхности в т. m на расстоянии L от оси 1-1 вращения детали 1. Инструментальной головке 6 придают круговое движение со скоростью V₂ вокруг указанной т. m.An abrasive block 3, fixed in the holder 4, is pressed to the part 1 with a diameter D and a height B mounted on the spindle of the product 2 and rotating around its axis 1-1 with a speed of V _{1. The} holder 4 is rigidly fixed to the cam 5, which is installed in the tool head 6 with the possibility of moving in its radial grooves (not shown) at a different distance relative to the axis of the tool head 6. The axis 2-2 of the tool head 6 is set at an angle α to the axis parallel to the axis 1-1 of rotation of the part 1, so that it intersects with plane symmetry and the treated surface in t. m at a distance L from the axis 1-1 of rotation of the part 1. The tool head 6 is given a circular motion with a speed of V ₂ around the specified t. m.

При перемещении кулачка 5 в радиальных пазах инструментальной головки 6 от ее центра с подачей S державка 4 подводит брусок 3 к обрабатываемой поверхности детали 1, при перемещении кулачка 5 к центру головки 6 брусок 3 отводится от обрабатываемой поверхности детали 1. When the cam 5 is moved in the radial grooves of the tool head 6 from its center with a feed S, the holder 4 brings the block 3 to the workpiece surface 1, while moving the cam 5 to the center of the head 6, the bar 3 moves away from the workpiece surface 1.

Так как инструментальная головка 6 совершает плавное круговое движение вокруг т. m, то и абразивный брусок 3, соединенный с головкой 6 с помощью державки 4 и кулачка 5, также совершает круговое движение вокруг этой точки под углом α. Это движение можно разложить на составляющие: возвратно-поступательные движения вдоль и перпендикулярно профилю детали и периодический поворот относительно этого профиля на угол ± α.
Если профиль детали имеет прямолинейную форму, то точки профиля a и в, находящиеся на его периферии, расположены от центра колебательного движения - точки m на большем расстоянии, чем центральная точка профиля б. Поэтому в процессе обработки давление бруска 3 на периферийные точки детали а и в будет больше, чем на центральную точку б, и следовательно, съем металла на периферийных точках профиля будет больше, чем в центральной, и профиль будет приобретать выпуклую форму. Абразивный брусок 3 по краям в точках а и в также будет изнашиваться более значительно, чем в центральной точке б, и тоже будет иметь выпуклую форму, а следовательно, контакт бруска с деталью будет линейным.Since the tool head 6 makes a smooth circular motion around t. M, the abrasive block 3 connected to the head 6 using the holder 4 and cam 5 also makes a circular motion around this point at an angle α. This movement can be decomposed into components: reciprocating movements along and perpendicular to the profile of the part and periodic rotation relative to this profile by an angle ± α.
If the part profile has a rectilinear shape, then the points of profile a and c located on its periphery are located from the center of the vibrational motion - points m at a greater distance than the central point of profile b. Therefore, during processing, the pressure of the bar 3 on the peripheral points of part a and c will be greater than on the central point b, and therefore, the removal of metal at the peripheral points of the profile will be greater than at the central, and the profile will become convex. The abrasive bar 3 along the edges at points a and c will also wear out more significantly than at the central point b, and will also have a convex shape, and therefore, the contact of the bar with the part will be linear.

Процесс образования профиля детали будет идти до тех пор, пока величина выпуклости профиля не достигнет значения, равного:

где В - длина образующей обрабатываемой поверхности, мм;
Δ - требуемая величина выпуклости (вогнутости) профиля, мм;
D - диаметр обрабатываемой поверхности, мм.The process of forming the profile of the part will go until the value of the convexity of the profile reaches a value equal to:

По мере приближения к этому значению выпуклости контакт бруска с деталью будет приближаться к сплошному, давление на периферийных участках бруска и детали будет приближаться к давлению на центральных участках и, наконец, станет равным ему, а брусок приобретет форму, совпадающую с полученной формой поверхности детали. As this convexity value approaches, the contact of the bar with the part will approach solid, the pressure on the peripheral sections of the bar and the part will approach the pressure in the central sections and, at last, will become equal to it, and the bar will acquire a shape that matches the obtained surface shape of the part.

Однако на практике не обязательно процесс обработки доводить до установившегося, при котором величина выпуклости профиля детали будет определяться указанной выше формулой:
L = (Δ²+B²/4)/2Δ+D/2.
Наоборот даже контакт бруска с деталью будет сохраняться линейным, а скорость формирования профиля детали будет более высокой, если уменьшить расстояние L по сравнению с расчетным, но процесс обработки в этом случае надо останавливать при достижении выпуклости заданной величины.However, in practice, it is not necessary to bring the processing process to a steady state, in which the amount of convexity of the part profile will be determined by the above formula:
L = (Δ ² + B ^2/4) / 2Δ + D / 2.
On the contrary, even the contact of the bar with the part will remain linear, and the speed of forming the profile of the part will be higher if the distance L is reduced compared to the calculated one, but the processing process in this case must be stopped when the convexity of the specified value is reached.

Минимальное значение L ограничивается размерами детали. Если эта величина будет меньше

то периферийные участки абразивного бруска будут иметь сплошной контакт с периферийными участками детали, съем на этих участках уменьшится и профиль детали будет иметь очень нежелательные выпуклости по краям.The minimum value of L is limited by the dimensions of the part. If this value is less

then the peripheral sections of the abrasive bar will have continuous contact with the peripheral sections of the part, removal in these sections will decrease and the profile of the part will have very undesirable bulges at the edges.

Предлагаемый способ может использоваться для обработки наружных и внутренних поверхностей различной формы. Только в указанных формулах следует использовать положительное значение Δ для выпуклых внутренних и вогнутых наружных поверхностей, и отрицательное значение для вогнутых внутренних и выпуклых наружных поверхностей. The proposed method can be used for processing external and internal surfaces of various shapes. Only in these formulas should a positive Δ value be used for convex internal and concave external surfaces, and a negative value for concave internal and convex external surfaces.

Пример. Пусть обработке подвергается дорожка качения наружного кольца роликоподшипника 2205: В = 18 мм, D = 48 мм. Требуемая величина выпуклости составляет Δ = 0,006 мм. Example. Let the raceway of the outer ring of the roller bearing 2205 be subjected to processing: B = 18 mm, D = 48 mm. The required convexity is Δ = 0.006 mm.

Максимальное расстояние
L = (0,006² + 18²/4)/2•0,006 + 48/2 = 6774 мм.Maximum distance
L = (0,006 +18 ² ^2/4) / 2 • 0,006 + 48/2 = 6774 mm.

Минимальное расстояние
L = (48 + 18)/2 = 32 мм.Minimum distance
L = (48 + 18) / 2 = 32 mm.

Таким образом расстояние точки кругового движения инструментальной головки до оси детали должно находиться в пределах
32 мм≤L≤6774 мм.Thus, the distance of the point of circular motion of the tool head to the axis of the part should be within
32 mm≤L≤6774 mm.

Технико-экономическая эффективность предложенного способа обработки заключается в возможности формирования плавного выпуклого профиля обрабатываемой поверхности детали на операции брусковой обработки. The technical and economic efficiency of the proposed processing method consists in the possibility of forming a smooth convex profile of the workpiece surface on the bar processing.

Источники информации:
1.Таратынов О.В. Основы процесса суперфиниширования и пути повышения его производительности и качества. МАДИ, М, 1977, с.26- 36, табл. Зв.Sources of information:
1.Taratynov O.V. The basics of the superfinishing process and ways to increase its productivity and quality. MADI, M, 1977, p. 26-36, tab. Sound

2. Патент РФ N 1706134. Способ чистовой обработки. 2. RF patent N 1706134. The method of finishing.

Claims

A method for finishing a rotating part with abrasive bars fixed in the tool head, in which the axis of the part and tool head are at an acute angle, characterized in that the tool head is given a circular oscillatory movement around a point located in the symmetry plane of the workpiece and offset from the axis of rotation of the part at a distance determined from the condition