RU2162400C2 - Способ плоского шлифования - Google Patents
Способ плоского шлифования Download PDFInfo
- Publication number
- RU2162400C2 RU2162400C2 RU99106045A RU99106045A RU2162400C2 RU 2162400 C2 RU2162400 C2 RU 2162400C2 RU 99106045 A RU99106045 A RU 99106045A RU 99106045 A RU99106045 A RU 99106045A RU 2162400 C2 RU2162400 C2 RU 2162400C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- angle
- grinding
- grinding wheel
- oscillatory
- wheel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано при шлифовании труднообрабатываемых материалов на плоскошлифовальных станках, станках с ЧПУ, гибких производственных модулях для финишных операций. Заготовке сообщают возвратно-поступательное перемещение относительно круга. Используют шлифовальный круг, у которого заходным конусом является режущий рабочий торец. Калибрующая часть выполнена под углом α и длиной Lk, определяемой с учетом режимов резания. Кругу сообщают вращение, движение подачи и дополнительные колебательные возвратно-вращательные в поперечном направлении движения относительно вертикальной оси с углом размаха β и устанавливают к последней под углом α, равным углу наклона калибрующей части. Приведены зависимости для выбора угла α, длины калибрующей части и угла размаха колебательных движений. При работе нагрузка воспринимается протяженным по длине участком с конической и плоской поверхностями, что снижает удельные нагрузки на режущие зерна, исключая их выкрашивание. Улучшается качество обработки. Повышается производительность процесса шлифования. Снижается расход абразивного инструмента. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано при шлифовании труднообрабатываемых материалов, в частности на плоскошлифовальных станках, станках с ЧПУ, гибких производственных модулях для финишных операций.
Известен способ плоского шлифования торцом круга, при котором на черновых операциях уменьшают поверхность резания наклоном шлифовального круга до 2 мм [1]. На чистовых операциях с высокими требованиями к отклонению от плоскости наклон круга не должен превышать 0,05 мм.
Недостатком способа является нагрев заготовки, деформация обрабатываемой поверхности при шлифовании с большим съемом и появление прижогов и микротрещин при чистовых операциях, когда круг, практически, всем торцом контактирует с заготовкой. Кроме того, при переналадке с черновых на чистовые переходы требуется значительное время для изменения угла наклона шпинделя, а это удорожает процесс.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ шлифования, при котором берут инструмент с заходными конусами, выполненными под углом, зависящим от фактического сочетания элементов режима резания на данном этапе, а именно от глубины резания и продольной подачи [2].
Недостатком способа является увеличение стоимости обработки из-за увеличения трудоемкости правки при изменении режимов резания, а именно глубины резания и продольной подачи. Кроме того, при интенсификации процесса имеет место высокотемпературный нагрев, ведущий к прижогам, микротрещинам и браку, т. к. круг контактирует с обрабатываемой поверхностью всем торцом, имеющим калибрующую и режущую части достаточно большой протяженности.
Задача изобретения - повышение производительности и качества при плоском шлифовании.
Поставленная задача решается с помощью предлагаемого способа плоского шлифования, включающего сообщение шлифовальному кругу, имеющему заходную и калибрующую части, вращения и движения подачи, при этом заготовке сообщают возвратно-поступательное перемещение относительно круга, режущий рабочий торец которого, служащий заходной частью, устанавливают под углом α к обрабатываемой плоскости, а калибрующую часть выполняют длиной Lк под углом α, равным углу α установки торца круга, при этом шлифовальному кругу сообщают дополнительные колебательные возвратно-вращательные в поперечном направлении движения относительно вертикальной оси, а угол α и длину калибрующей части Lк определяют соответственно по формулам:
α ≥ arctg{2h/Bз·tq[0,5arcsin(Bз/(2R+Dкр))]},
где h - величина припуска на обработку, мм;
B3 - ширина шлифуемой плоской поверхности заготовки, мм;
R - радиус траектории колебательных движений оси вращения шлифовального круга, мм;
Dкр - наружный диаметр шлифовального круга, мм;
Lк≥2V3·B3/Sкол.поп, мм,
где Sкол.поп - колебательная поперечная подача, м/мин;
V3 - скорость заготовки, мм/колебание шлифовального круга.
α ≥ arctg{2h/Bз·tq[0,5arcsin(Bз/(2R+Dкр))]},
где h - величина припуска на обработку, мм;
B3 - ширина шлифуемой плоской поверхности заготовки, мм;
R - радиус траектории колебательных движений оси вращения шлифовального круга, мм;
Dкр - наружный диаметр шлифовального круга, мм;
Lк≥2V3·B3/Sкол.поп, мм,
где Sкол.поп - колебательная поперечная подача, м/мин;
V3 - скорость заготовки, мм/колебание шлифовального круга.
Кроме того, угол размаха β колебательных возвратно-вращательных в поперечном направлении движений определяют по формуле:
β ≥ 2arcsin(Bз/2R).
Сущность предлагаемого способа плоского шлифования поясняется чертежами.
β ≥ 2arcsin(Bз/2R).
Сущность предлагаемого способа плоского шлифования поясняется чертежами.
На фиг. 1 показан пример реализации предложенного способа; на фиг. 2 - кинематическая схема станка для его осуществления (цепи подач условно не показаны); на фиг. 3 - схема плоского шлифования по предлагаемому способу; на фиг. 4 - вид А на фиг. 3.
Способ плоского шлифования реализуется на станках с ЧПУ, гибких производственных модулях для финишных операций, а также на модернизированных плоскошлифовальных станках с дополнительным приводом и измененным шпиндельным узлом следующим образом.
Шлифовальный круг 1 берут, например, типа прямой с выточкой (ПВ), чашечный цилиндрический (ЧЦ) или чашечный конический (ЧК), с рабочей торцовой поверхностью 2, которая выполняет роль заходной части, имеющий калибрующую часть 3, вводят в контакт с обрабатываемой поверхностью и перемещают вдоль нее. Высота калибрующей части минимум в два и более раза больше глубины резания, а угол α ее наклона определен по формуле:
α ≥ arctg{2h/Bз·tq[0,5arcsin(Bз/(2R+Dкр))]},
где h - величина припуска на обработку, мм;
B3 - ширина шлифуемой плоской поверхности заготовки, мм;
R - радиус траектории колебательных движений оси вращения шлифовального круга, мм;
Dкр - наружный диаметр шлифовального круга, мм;
и равным углу наклона калибрующей части длиной Lк, ограниченной соотношением
Lк≥2V3·B3/Sкол.поп, мм,
где Sкол.поп - колебательная поперечная подача, м/мин;
V3 - скорость заготовки, мм/колебание шлифовального круга.
α ≥ arctg{2h/Bз·tq[0,5arcsin(Bз/(2R+Dкр))]},
где h - величина припуска на обработку, мм;
B3 - ширина шлифуемой плоской поверхности заготовки, мм;
R - радиус траектории колебательных движений оси вращения шлифовального круга, мм;
Dкр - наружный диаметр шлифовального круга, мм;
и равным углу наклона калибрующей части длиной Lк, ограниченной соотношением
Lк≥2V3·B3/Sкол.поп, мм,
где Sкол.поп - колебательная поперечная подача, м/мин;
V3 - скорость заготовки, мм/колебание шлифовального круга.
Шпиндель 4, имеющий индивидуальный двигатель 5, шлифовального круга смонтирован в шпиндельном узле 6, который подвижно установлен в кронштейне 7 с возможностью вертикального перемещения при наладке и поворота в вертикальной плоскости благодаря шарниру 8.
Последний закреплен в подвижном корпусе 9 привода колебательных поперечных движений.
Привод колебательных поперечных движений имеет шаговый двигатель ШД на валу которого запрессована шестерня 10, входящая в зацепление с зубчатым венцом 11. Зубчатый венец неподвижно закреплен на вертикальной колонне 12 шлифовальной бабки 13.
Бабка 13, в свою очередь, установлена с возможностью вертикального перемещения на стойке 14. В основании последней расположены поперечный суппорт 15 и стол 16 продольной подачи, на магнитной плите 16 которого закреплена обрабатываемая заготовка 17. Угол размаха β шлифовального круга 6 относительно вертикальной колонны 12 зависит от ширины B3 шлифуемой плоской поверхности заготовки и радиуса R траектории колебательных движений шлифовального круга и определяется по формуле
β ≥ 2arcsin(Bз/2R).
Предложенный способ плоского шлифования осуществляют следующим образом. Шлифовальному кругу 1 сообщают вращение от электродвигателя M1. Обрабатываемой заготовки 18, закрепленной на магнитной плите 17, сообщают прямолинейное возвратно-поступательное движение в продольном направлении. При этом шпиндельному узлу 6 обеспечивают колебательные возвратно-вращательные в поперечном направлении движения относительно вертикальной колонны 12. После каждого прохода шлифовальной бабке 13 сообщают вертикальную подачу до полного снятия всего припуска. Режущую торцовую поверхность 2 шлифовального круга 1 наклоняют под углом α к горизонтальной обрабатываемой поверхности заготовки, т.е. шлифовальный круг 1 наклоняют под тем же углом α к вертикальной колонне 12. Предварительно на шлифовальном круге 1 на рабочем торце 2 правят калибрующую поверхность 3 под углом α и длиной не менее
Lк≥2V3·B3/Sкол.поп, мм.
β ≥ 2arcsin(Bз/2R).
Предложенный способ плоского шлифования осуществляют следующим образом. Шлифовальному кругу 1 сообщают вращение от электродвигателя M1. Обрабатываемой заготовки 18, закрепленной на магнитной плите 17, сообщают прямолинейное возвратно-поступательное движение в продольном направлении. При этом шпиндельному узлу 6 обеспечивают колебательные возвратно-вращательные в поперечном направлении движения относительно вертикальной колонны 12. После каждого прохода шлифовальной бабке 13 сообщают вертикальную подачу до полного снятия всего припуска. Режущую торцовую поверхность 2 шлифовального круга 1 наклоняют под углом α к горизонтальной обрабатываемой поверхности заготовки, т.е. шлифовальный круг 1 наклоняют под тем же углом α к вертикальной колонне 12. Предварительно на шлифовальном круге 1 на рабочем торце 2 правят калибрующую поверхность 3 под углом α и длиной не менее
Lк≥2V3·B3/Sкол.поп, мм.
Особенностью предлагаемого способа является прерывистый контур траектории вследствие чередования находящихся в контакте с заготовкой абразивных зерен. Благодаря локальной зоне контакта и смене режущих зерен наклонного шлифовального круга улучшается тепловой баланс заготовки и инструмента, повышается его стойкость и уменьшается засаливаемость. Свободный подвод смазывающе-охлаждающей жидкости в зону обработки также повышает производительность обработки.
Пример. На модернизированном плоскошлифовальном станке мод. 3Б722 с прямоугольным столом шлифуется плоская поверхность планки шириной B3 = 220 мм и длиной 1 = 300 мм; высота планки h1 = 25-0,03 мм. Шероховатость поверхности Rа = 0,63 мкм. Припуск на сторону h = 0,3 мм. Материал заготовки - сталь 45, закаленная, твердостью HKCэ 45. На магнитном столе станка установлено три заготовки. Способ реализуется на модернизированном плоскошлифовальном станке с дополнительным приводом и измененным шпиндельным узлом.
1. Выбираем шлифовальный круг - ЧЦ 300х100х127 14А25НСМ2 6Б1А 35 м/с.
2. Скорость шлифовального круга при nк=2200 об/мин - vкр = 34,55 м/с.
3. Скорость движения заготовки (скорость продольного перемещения стола) v3 = 5 мм/2 кол. дв.
4. Колебательная поперечная подача на рабочий ход стола Sкол.поп= 10 м/мин.
5. Подача на глубину на рабочий ход (вертикальная подача круга) - Sв= 0,106 мм/ход.
6. Угол наклона шлифовального круга принимаем из расчета
α ≥ arctg{2h/Bз·tq[0,5arcsin(Bз/2(R+Dкр/2))]},
где R = 200 мм, тогда α arctg {2·0,3/220·tq [0,5 arcsin (220/2(200+300/2))]}, α ≥1o, приняли α = 3,5o;
7. Длина калибрующей части Lк принимаем из расчета
Lк≥2V3·B3/Sкол.поп≥ 2·5·220:10·1000≥0,22 мм,
приняли Lк = 12,5 мм.
α ≥ arctg{2h/Bз·tq[0,5arcsin(Bз/2(R+Dкр/2))]},
где R = 200 мм, тогда α arctg {2·0,3/220·tq [0,5 arcsin (220/2(200+300/2))]}, α ≥1o, приняли α = 3,5o;
7. Длина калибрующей части Lк принимаем из расчета
Lк≥2V3·B3/Sкол.поп≥ 2·5·220:10·1000≥0,22 мм,
приняли Lк = 12,5 мм.
8. Угол размаха β шлифовального круга определяем по формуле
β ≥2arcsin(B3/2R), β ≥2arcsin (220/2· 200), β ≥ 67o, приняли β = 70o.
β ≥2arcsin(B3/2R), β ≥2arcsin (220/2· 200), β ≥ 67o, приняли β = 70o.
9. Машинное время
Tм= 1-B3·h·K/z(1000·Sкол.поп· v3·Sв) = 300·220· 0,3·0,8/3(1000·10·5·0,106) = 0,99 мин.
Tм= 1-B3·h·K/z(1000·Sкол.поп· v3·Sв) = 300·220· 0,3·0,8/3(1000·10·5·0,106) = 0,99 мин.
Хотя обработка проводилась при повышенной производительности (при традиционном шлифовании кругом высотой 63 мм требуется Tм=2,13 мин) съема металла, появление прижогов на обработанных поверхностях зафиксировано не было.
На примере видно, что предлагаемый способ плоского торцового шлифования с наклонным кругом повышает производительность обработки в 1,7-2 раза, благодаря исключению прижогов и микротрещин при увеличении интенсивности обработки.
Способ расширяет технологические возможности и обеспечивает повышение производительности обработки при сохранении качества изделия, снижает энергозатраты на единицу съема металла благодаря уменьшению площади зоны контакта инструмента и заготовки вследствие установки шлифовального круга под углом к обрабатываемой плоскости и предварительного формирования калибрующей части.
Предлагаемый способ является перспективным процессом обработки плоскостей, т. к. позволяет в несколько раз увеличить скорость резания по сравнению со скоростью традиционных способов абразивной обработки и снизить теплонапряженность шлифования.
При работе по предлагаемому способу кругами, у которых заходным конусом является режущий рабочий торец, а калибрующая часть выполнена под углом α и длиной Lк, определяемой с учетом режимов резания, нагрузка воспринимается протяженным по длине участком (см. фиг.4 - заштрихованный участок) с конической и плоской поверхностями, за счет чего уменьшается удельная нагрузка на режущие зерна, ведущая к исключению их выкрашивания и, следовательно, к улучшению качества обработки, повышается производительность процесса шлифования и плавность работы, снижается расход абразивного инструмента.
Источники информации
1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1/Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова - 4-е издание, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. - с.424.
1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1/Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова - 4-е издание, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. - с.424.
2. А.с. СССР 1565666 A1, МКИ B 24 D 5/02. Способ шлифования/О.Н.Ушанев и А. С. Судариков (СССР). - 4328255/40-08; Заявл. 01.10.87; Опубл. 23.05.90. Бюл. 19 - прототип.
Claims (2)
1. Способ плоского шлифования, включающий сообщение шлифовальному кругу, имеющему заходную и калибрующую части, вращения и движения подачи, отличающийся тем, что заготовке сообщают возвратно-поступательное перемещение относительно шлифовального круга, режущий рабочий торец которого, служащий заходной частью, устанавливают под углом α к обрабатываемой плоскости, а калибрующую часть выполняют длиной Lк под углом α, равным углу α установки торца круга, при этом шлифовальному кругу сообщают дополнительные колебательные возвратно-вращательные в поперечном направлении движения относительно вертикальной оси, а угол α и длину калибрующей части Lк определяют соответственно по формулам
где h - величина припуска на обработку, мм;
B3 - ширина шлифуемой плоской поверхности заготовки, мм;
R - радиус траектории колебательных движений оси вращения шлифовального круга, мм;
Dкр наружный диаметр шлифовального круга, мм;
Lk ≥ 2 V3 B3/Sкол. поп, мм,
где Sкол. поп - колебательная поперечная подача, м/мин;
V3 - скорость заготовки, мм/колебание шлифовального круга.
где h - величина припуска на обработку, мм;
B3 - ширина шлифуемой плоской поверхности заготовки, мм;
R - радиус траектории колебательных движений оси вращения шлифовального круга, мм;
Dкр наружный диаметр шлифовального круга, мм;
Lk ≥ 2 V3 B3/Sкол. поп, мм,
где Sкол. поп - колебательная поперечная подача, м/мин;
V3 - скорость заготовки, мм/колебание шлифовального круга.
2. Способ шлифования по п.1, отличающийся тем, что угол размаха β колебательных возвратно-вращательных в поперечном направлении движений определяют по формуле
β≥2arcsin(B3/2R).
β≥2arcsin(B3/2R).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99106045A RU2162400C2 (ru) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | Способ плоского шлифования |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99106045A RU2162400C2 (ru) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | Способ плоского шлифования |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99106045A RU99106045A (ru) | 2001-01-20 |
RU2162400C2 true RU2162400C2 (ru) | 2001-01-27 |
Family
ID=20217614
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99106045A RU2162400C2 (ru) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | Способ плоского шлифования |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2162400C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU186229U1 (ru) * | 2018-04-02 | 2019-01-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина" (ФГБОУ ВО Вологодская ГМХА) | Устройство для абразивной обработки плоских поверхностей на вертикально-расточном станке |
-
1999
- 1999-03-24 RU RU99106045A patent/RU2162400C2/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ТЕРГАН В.С. Плоское шлифование. - М.: Высшая школа, 1974, с. 41-42, 46-53. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU186229U1 (ru) * | 2018-04-02 | 2019-01-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина" (ФГБОУ ВО Вологодская ГМХА) | Устройство для абразивной обработки плоских поверхностей на вертикально-расточном станке |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101323093A (zh) | 数控机床刀具在线修磨装置 | |
RU2162400C2 (ru) | Способ плоского шлифования | |
JP3071640B2 (ja) | 工作物の深穴内面研削方法 | |
RU2203172C2 (ru) | Способ комбинированной абразивной обработки продольно-прерывистыми кругами | |
RU2182068C2 (ru) | Способ плоского шлифования | |
RU2306202C1 (ru) | Способ фрезерования винтов | |
RU2182067C2 (ru) | Способ плоского шлифования | |
JP3612726B2 (ja) | 歯車ホーニング盤における内歯車形ホーニング砥石の機上成形方法 | |
RU2163186C2 (ru) | Способ плоского шлифования | |
RU2303509C1 (ru) | Способ плоского иглошлифования | |
RU2182071C2 (ru) | Способ плоского шлифования | |
RU2127182C1 (ru) | Способ изготовления оптических линз | |
RU2182070C2 (ru) | Способ плоского шлифования | |
RU2155662C2 (ru) | Способ шлифования поверхностей сборным прерывистым кругом | |
RU2303518C1 (ru) | Иглоплоскошлифовальный инструмент | |
JP2001300811A (ja) | 円筒状部品のデュアルコンタリング加工方法 | |
RU2162398C2 (ru) | Способ шлифования | |
RU2209129C1 (ru) | Способ обработки винтов героторных винтовых насосов | |
RU2150364C1 (ru) | Способ совмещенного прерывистого шлифования | |
SU1093489A1 (ru) | Способ ультразвуковой размерной обработки | |
RU2270747C1 (ru) | Способ хонингования конических отверстий | |
RU2121422C1 (ru) | Способ обработки отверстий | |
RU2154568C1 (ru) | Абразивный инструмент для плоского торцового шлифования | |
RU2228128C1 (ru) | Способ шлифования поверхностей вращения иглошлифовальным инструментом с прерывистой рабочей поверхностью | |
RU2205100C1 (ru) | Способ прерывистого шлифования |