RU2191672C1

RU2191672C1 - Flat surface grinding method

Info

Publication number: RU2191672C1
Application number: RU2001117244A
Authority: RU
Inventors: Л.В. Худобин; Ю.В. Псигин; А.И. Армер
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 2001-06-19
Filing date: 2001-06-19
Publication date: 2002-10-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: invention relates to machining of blanks on reciprocating table surface grinding machines. According to invention, relative travel is imparted to blank and tool. Infeed is provided by device for microfeed of blanks nonuniformly and continuously during entire grinding cycle, except for last one or several double strokes of machine table. Relationship is provided to determine feed value in each moment of time. Such operations improve quality of blank surfaces owing to the fact that wheel smoothly cuts into blank gradually increasing cutting depth and providing decrease of vibrations in machine system. EFFECT: improved quality of blank surfaces machined on reciprocating table surface grinding machines. 1 tbl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к обработке заготовок на плоскошлифовальных станках с возвратно-поступательным движением рабочего стола. The invention relates to the field of engineering, in particular to the processing of workpieces on surface grinding machines with reciprocating motion of the desktop.

Известен способ шлифования плоских поверхностей, в котором заготовки устанавливают на предварительно прогретую до стационарной температуры шлифования и вышлифованную магнитную плиту и сообщают заготовкам и инструменту относительные перемещения (авт. свид. СССР 1579730, кл. В 24 В 1/00, 1990 г. ). A known method of grinding flat surfaces, in which the workpieces are mounted on a magnetic plate pre-warmed up to a grinding temperature and polished, and relative movements are communicated to the workpieces and the tool (ed. Certificate of the USSR 1579730, class B 24 V 1/00, 1990).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе при каждом рабочем ходе стола круг снимает припуск, определяемый дискретной (толчковой) подачей на один рабочий (или двойной) ход, в силу чего каждое врезание круга в заготовку (каждый рабочий ход стола) сопровождается ударом, порождающим в технологической системе вибрации, приводящие к снижению качества обработанной поверхности. Кроме того, необходимость в известном способе прогрева достаточно больших объемов материала магнитной плиты, которую к тому же необходимо шлифовать перед обработкой каждой партии заготовок, снижает производительность операции шлифования. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method include the fact that in the known method, at each working stroke of the table, the circle removes the allowance determined by the discrete (jogging) feed per working (or double) stroke, whereby each plunge circle in the workpiece (each working stroke of the table) is accompanied by a shock, causing vibrations in the technological system, leading to a decrease in the quality of the processed surface. In addition, the need for a known method of heating sufficiently large volumes of the material of the magnetic plate, which is also necessary to grind before processing each batch of workpieces, reduces the productivity of the grinding operation.

Известен также способ шлифования плоских поверхностей, при котором задают вращение шлифовальному кругу навстречу направлению перемещения стола с установленными на нем заготовками, а затем при изменении направления перемещения стола меняют направление вращения шлифовального круга на противоположное (авт. свид. СССР 889389, кл. В 24 В 7/00, 1981 г.). There is also a method of grinding flat surfaces, in which the rotation of the grinding wheel is set in the direction opposite to the direction of movement of the table with the workpieces installed on it, and then when the direction of movement of the table is changed, the direction of rotation of the grinding wheel is reversed (ed. Certificate of the USSR 889389, class B 24 V 7/00, 1981).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе, как и в предыдущем случае, врезная подача осуществляется дискретно (толчками) на каждый рабочий ход стола и каждый раз круг снимает с заготовки припуск, определяемый величиной этой подачи, в силу чего врезание круга в заготовку при каждом рабочем ходе стола сопровождается ударом, порождающим в технологической системе вибрации, ведущие к дестабилизации процесса шлифования и ухудшающие качество поверхности обрабатываемой заготовки. Кроме того, во-первых, далеко не все плоскошлифовальные станки снабжены реверсивным механизмом привода шлифовального круга, а во-вторых, на реверс быстровращающегося шлифовального круга необходимы значительные затраты времени. Все это ограничивает возможность практического использования способа по а.с. 889389 до крайнего минимума. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method include the fact that in the known method, as in the previous case, the mortise feed is carried out discretely (by shocks) for each working stroke of the table and each time the circle removes the allowance determined from the workpiece the magnitude of this feed, due to which the cutting of the circle into the workpiece during each working stroke of the table is accompanied by a shock that generates vibrations in the technological system that lead to destabilization of the grinding process and worsen surface quality of the workpiece. In addition, firstly, far from all surface grinding machines are equipped with a reversible grinding wheel drive mechanism, and secondly, significant time is required to reverse a rapidly rotating grinding wheel. All this limits the possibility of practical use of the method as. 889389 to the extreme minimum.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ шлифования периферией круга, осуществляемый на станках с прямоугольным столом, согласно которому задают вращение шлифовальному кругу и сообщают относительно него возвратно-поступательное перемещение столу с установленными на нем заготовками, в результате которого круг входит в контакт с обрабатываемой поверхностью и осуществляет съем припуска, причем в крайних положениях стола инструменту задают дискретную врезную подачу, равную глубине резания (см. Справочник металлиста. / Под ред. М.П.Новикова, П.Н.Орлова, т. 4. М.: Машиностроение, 1977, с. 71), принятый за прототип. The closest method of the same purpose to the claimed invention according to the totality of features is the method of grinding the periphery of the wheel, carried out on machines with a rectangular table, according to which the grinding wheel is set to rotate and the table is reciprocated with the workpieces mounted on it, as a result of which the wheel comes into contact with the surface to be machined and removes the allowance, and in the extreme positions of the table the tool is given a discrete mortise under chu equal to the cutting depth (cm. Reference metal worker. / Ed. M.P.Novikova, P.N.Orlova, t. M .: 4. Engineering, 1977, p. 71) received the prototype.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе врезная подача осуществляется дискретно на каждый ход стола посредством перемещения тяжелых инерционных узлов станка, а врезание круга в заготовку сопровождается ударом, дестабилизирующим устойчивость процесса шлифования, резко усиливающим вибрации в технологической системе, что в конечном итоге снижает качество шлифованной поверхности заготовки (детали). The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method include the fact that in the known method, the mortise feed is carried out discretely for each stroke of the table by moving the heavy inertial nodes of the machine, and cutting the circle into the workpiece is accompanied by a shock that destabilizes the stability of the grinding process, sharply amplifying vibrations in the technological system, which ultimately reduces the quality of the polished surface of the workpiece (part).

Сущность изобретения заключается в следующем. Как указано выше, плоское маятниковое шлифование обладает той особенностью, что врезание инструмента в заготовку происходит с ударом, в результате которого в системе возникают колебания узлов, изменяющие заданную траекторию движения инструмента и заготовки и снижающие качество обработанных поверхностей. Изменив схему съема припуска путем более "мягкого" входа инструмента в заготовку, можно снизить амплитуду колебания и повысить качество обработки заготовок. The invention consists in the following. As indicated above, flat pendulum grinding has the peculiarity that cutting a tool into a workpiece occurs with an impact, as a result of which vibrations of nodes occur in the system, which change the given trajectory of the tool and workpiece and reduce the quality of the machined surfaces. By changing the allowance removal scheme by means of a “softer” tool entry into the workpiece, it is possible to reduce the oscillation amplitude and improve the quality of workpiece processing.

Технический результат - повышение качества обработанных поверхностей заготовок на плоскошлифовальных станках с возвратно-поступательным движением стола. The technical result - improving the quality of the processed surfaces of the workpieces on surface grinding machines with reciprocating table movement.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе шлифования плоских поверхностей периферией круга заготовке и инструменту сообщают относительные перемещения на плоскошлифовальном станке с возвратно-покупательным движением стола. The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method of grinding flat surfaces by the periphery of the circle, the workpiece and the tool are informed of relative movements on a surface grinding machine with a reciprocating table movement.

Особенность заключается в том, что врезную подачу с помощью устройства для микроподачи заготовок осуществляют неравномерно и непрерывно в течение всего цикла шлифования за исключением последних одного или нескольких двойных ходов стола станка, причем врезную подачу изменяют по зависимости

где t - время шлифования, мин; n- коэффициент, зависящий от группы шлифуемости и склонности к прижогообразованию материала заготовки, мм/мин^3/2).The peculiarity lies in the fact that the cut-in feed using the device for microfeed workpieces is carried out unevenly and continuously throughout the entire grinding cycle with the exception of the last one or more double strokes of the machine table, and the cut-in feed is changed according to

where t is the grinding time, min; n is a coefficient depending on the group of grindability and tendency to burn formation of the workpiece material, mm / min ^3/2 ).

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату технических признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения. The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find a source characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the totality of the features of the analogue, allowed us to establish a set of essential technical features in relation to the applicant's perceived technical result in the claimed method set forth in the claims.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна". Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. В частности, заявленным изобретением предусматриваются следующие преобразования:
- дополнение известного средства какой-либо известной частью (частями), присоединяемой (присоединяемыми) к нему по известным правилам, для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такого дополнения;
- замена какой-либо части (частей) известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;
- исключение какой-либо части (элемента, действия) средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата (упрощение, уменьшение массы, габаритов, материалоемкости, повышение надежности, сокращение продолжительности процесса и пр.);
- увеличение количества однотипных элементов, действий для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов, действий;
- выполнение известного средства или его частей из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами этого материала;
- создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между которыми осуществлены на основании известных правил, рекомендаций, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого средства и связей между ними.To verify the compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed method from the prototype. The search results showed that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art for the specialist, since the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention is not revealed from the prior art determined by the applicant to achieve a technical result. In particular, the claimed invention provides for the following transformations:
- addition of a known product by any known part (s) attached to it (by) according to known rules, in order to achieve a technical result in respect of which the effect of such an addition is established;
- replacement of any part (s) of a known product with another known part to achieve a technical result, in respect of which the effect of such a replacement is established;
- the exclusion of any part (element, action) of the product with the simultaneous exclusion of its function and the achievement of the usual result for such exclusion (simplification, reduction of mass, dimensions, material consumption, increased reliability, reduced process time, etc.);
- an increase in the number of elements of the same type, actions to enhance the technical result, due to the presence in the tool of just such elements, actions;
- the implementation of a known tool or parts thereof from a known material to achieve a technical result due to the known properties of this material;
- creating a tool consisting of known parts, the choice of which and the connection between them are based on known rules, recommendations, and the technical result achieved in this case is due only to the known properties of the parts of this tool and the connections between them.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака (признаков), представлении таких признаков во взаимосвязи либо изменении ее вида. Имеется в виду случай, когда известен факт влияния каждого из указанных признаков на технический результат и новые значения этих признаков и их взаимосвязь могли быть получены исходя из известных зависимостей, закономерностей. The described invention is not based on a change in a quantitative characteristic (s), the presentation of such signs in relationship or a change in its appearance. This refers to the case when the fact of the influence of each of the indicated features on the technical result is known and the new values of these signs and their relationship could be obtained on the basis of known dependencies and patterns.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень". Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

На чертежах представлено:
- на фиг.1 изображена установка для реализации способа шлифования;
- на фиг.2 - схема съема припуска при реализации данного способа.The drawings show:
- figure 1 shows the installation for implementing the grinding method;
- figure 2 is a diagram of the removal of allowance when implementing this method.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата:
- заготовку 1 (фиг.1) закрепляют в устройстве 2 для микроподачи заготовок (УМЗ), установленном на магнитной плите 3, расположенной на столе 4 станка. Придают вращение шлифовальному кругу 5 с окружной скоростью V_k, возвратно-поступательное движение столу 4 станка со скоростью продольной подачи V₃ и включают УМЗ (например, по патенту 2151683, кл. В 24 В 47/20, 2000 г.), обеспечивая тем самым непрерывную врезную подачу S, скорость которой изменяют по закону

изменением расхода нагревающей тепловой элемент УМЗ жидкости. Предлагаемый способ шлифования обеспечивает отличную от прототипа схему съема припуска, в результате которой круг более "мягко" входит в заготовку, постепенно "набирая" глубину резания, что обеспечивает снижение колебаний в технологической системе (фиг.2).Information confirming the possibility of carrying out the invention with obtaining the above technical result:
- the workpiece 1 (figure 1) is fixed in the device 2 for microfeed workpieces (UMP) mounted on a magnetic plate 3 located on the table 4 of the machine. They give rotation to the grinding wheel 5 with a peripheral speed V _k , reciprocating movement of the table 4 of the machine with a longitudinal feed speed of V ₃ and include UMP (for example, according to patent 2151683, class B 24 V 47/20, 2000), ensuring the most continuous mortise feed S, the speed of which is changed according to the law

a change in the flow rate of the heating thermal element UFG liquid. The proposed grinding method provides an allowance removal scheme that is different from the prototype, as a result of which the circle “softer” enters the workpiece, gradually “gaining” the cutting depth, which reduces vibration in the technological system (Fig. 2).

Как показали сравнительные эксперименты, при всех прочих равных условиях (V_k= 35 м/с; S_t=0,002 мм/ход; V₃=8; 12; 16 м/мин) применение данного способа обеспечивает снижение параметра R_a шероховатости обработанной поверхности по сравнению с прототипом до 30% (см. таблицу).As shown by comparative experiments, ceteris paribus (V _k = 35 m / s; S _t = 0.002 mm / stroke; V ₃ = 8; 12; 16 m / min) the use of this method reduces the roughness parameter R _{a of the} processed surface compared with the prototype up to 30% (see table).

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения (способа) следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленный способ при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в машиностроении и приборостроении;
- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов.Thus, the above information indicates the fulfillment when using the claimed invention (method) of the following set of conditions:
- a tool embodying the claimed method in its implementation, is intended for use in industry, namely in engineering and instrumentation;
- for the claimed method in the form described in the independent clause of the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application or known prior to the priority date is confirmed.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость". Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims

A method of grinding flat surfaces by the periphery of a circle, including communicating to a workpiece and a circle of relative movements on a surface grinding machine with a table reciprocating motion, characterized in that they use a device for microfeed workpieces, with which they feed in unevenly and continuously throughout the entire grinding cycle, for with the exception of the last one or more double strokes of the machine table, and the mortise feed is changed according to

where t is the grinding time, min;
n is a coefficient depending on the group of grindability and tendency to burn formation of the workpiece material, mm / min ^3/2 .