RU2211133C1 - Head to grind elliptical surfaces of shafts - Google Patents

Head to grind elliptical surfaces of shafts Download PDF

Info

Publication number
RU2211133C1
RU2211133C1 RU2002102403/02A RU2002102403A RU2211133C1 RU 2211133 C1 RU2211133 C1 RU 2211133C1 RU 2002102403/02 A RU2002102403/02 A RU 2002102403/02A RU 2002102403 A RU2002102403 A RU 2002102403A RU 2211133 C1 RU2211133 C1 RU 2211133C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
grinding wheel
grinding
head
shafts
rotation
Prior art date
Application number
RU2002102403/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002102403A (en
Inventor
Ю.С. Степанов
Б.И. Афанасьев
Д.Л. Кобзев
Д.С. Фомин
Original Assignee
Орловский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Орловский государственный технический университет filed Critical Орловский государственный технический университет
Priority to RU2002102403/02A priority Critical patent/RU2211133C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2211133C1 publication Critical patent/RU2211133C1/en
Publication of RU2002102403A publication Critical patent/RU2002102403A/en

Links

Images

Abstract

FIELD: machining of metals, grinding of parts with outer elliptical surfaces. SUBSTANCE: head includes hollow mandrel mounted for rotation in body. The latter is hinged to base to execute cutting-in feed. Grinding wheel is composed of individual abrasive blocks forming peripheral inner cutting surface. During dressing it is divided into parts equal in height and placed at angle α with rotation axis of grinding wheel. Abrasive blocks are anchored on spring-loaded barrels mounted for radial movement to adjust inner diameter of wheel. EFFECT: expanded technological potential, increased precision and quality of machining. 1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, к области станкостроения и может быть использовано при металлообработке шлифованием для изготовления деталей с наружными эллиптическими поверхностями. The invention relates to mechanical engineering, to the field of machine-tool industry and can be used in metal working by grinding for the manufacture of parts with external elliptical surfaces.

Известна головка для охватывающего шлифования винтов, содержащая шлифовальный круг, основание и шарнирно соединенный с ним корпус, в котором с возможностью вращения установлена полая оправка с базовым посадочным коническим отверстием, металлический бандаж, кольцевой диск и винты [1]. Known head for covering grinding screws, containing a grinding wheel, a base and a pivotally connected housing in which a hollow mandrel with a basic tapered bore hole, a metal band, an annular disk and screws are mounted [1].

Известная головка в принципе позволяет осуществить обработку валов с эллиптической поверхностью, но из-за того, что конструкция охватывающего круга не имеет возможности восстанавливать первоначальный внутренний диаметр круга, который необходимо поддерживать постоянным, конструкция головки требует коренного изменения. The known head in principle allows the processing of shafts with an elliptical surface, but due to the fact that the design of the enclosing circle does not have the ability to restore the original inner diameter of the circle, which must be kept constant, the design of the head requires a fundamental change.

Известна специальная резцедержавка для обточки эллиптической поверхности на токарном станке, укрепленной в шпинделе [2]. Работа специальной резцедержавки основана на том, что проекция окружности на наклонную плоскость дает эллипс. Known special tool holder for turning an elliptical surface on a lathe mounted in a spindle [2]. The work of a special tool holder is based on the fact that the projection of a circle on an inclined plane gives an ellipse.

Недостатком известной резцедержавки является невозможность получения высокого класса шероховатости и точности обработанной эллиптической поверхности, которые присущи только абразивно-алмазной обработке. Кроме того, закаленные поверхности деталей затруднено обрабатывать точением, только шлифование позволяет эффективно удалять дефектный поверхностный слой, оставленный в качестве припуска. A disadvantage of the known tool holder is the inability to obtain a high class of roughness and accuracy of the machined elliptical surface, which are inherent only in abrasive-diamond processing. In addition, the hardened surfaces of the parts are difficult to turn, only grinding allows you to effectively remove the defective surface layer left as an allowance.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей, повышение точности и качества обработки наружной эллиптической поверхности, снижение величины шероховатости, повышение точности обработки и решение вопроса по осуществлению подачи врезания при неоднократных проходах, а также обеспечение независимости профиля обработанного изделия от диаметра шлифовального круга. The objective of the invention is the expansion of technological capabilities, improving the accuracy and quality of processing of the outer elliptical surface, reducing the roughness, increasing the accuracy of processing and solving the issue of the implementation of the infeed for repeated passes, as well as ensuring the independence of the profile of the processed product from the diameter of the grinding wheel.

Поставленная задача достигается предлагаемой головкой для шлифования эллиптических поверхностей валов, содержащая шлифовальный круг, основание и шарнирно соединенный с ним корпус, в котором с возможностью вращения установлена полая оправка, при этом шлифовальный круг является сборным из отдельных абразивных брусков, причем периферийную внутреннюю режущую поверхность круга при правке делят на две равные по высоте части, расположенные под углом α к оси вращения инструмента. Кроме того, полая оправка имеет радиально расположенные отверстия, в которых с возможностью радиального перемещения расположены закрепленные на металлических стаканах подпружиненные пружинами абразивные бруски и резьбовые пробки. The task is achieved by the proposed head for grinding elliptical surfaces of the shafts, comprising a grinding wheel, a base and a body articulated to it, in which a hollow mandrel is rotatably mounted, wherein the grinding wheel is a composite of individual abrasive bars, the peripheral inner cutting surface of the wheel being editing is divided into two parts of equal height, located at an angle α to the axis of rotation of the tool. In addition, the hollow mandrel has radially spaced openings in which abrasive bars and screw plugs, spring-loaded with springs, spring-loaded on springs, are located with the possibility of radial movement.

На фиг 1 показана предлагаемая головка для шлифования эллиптических поверхностей валов и схема наладки с установкой детали - вал в цанговом патроне и на заднем центре, на фиг 2 - разрез по А - А на фиг.1. In Fig 1 shows the proposed head for grinding elliptical surfaces of the shafts and the setup scheme with the installation of the part - the shaft in the collet chuck and in the rear center, Fig 2 - section along A - A in figure 1.

Работа предлагаемой головки по шлифованию эллиптических поверхностей валов основана на том, что проекция окружности внутренней режущей поверхности охватывающего круга на наклонную плоскость дает эллипс. The work of the proposed head on grinding elliptical surfaces of the shafts is based on the fact that the projection of the circumference of the inner cutting surface of the enclosing circle on an inclined plane gives an ellipse.

Обработка наружных эллиптических поверхностей валов 1 включает сообщение шлифовальному кругу 2, установленному под углом α к продольной оси детали, вращения Vи и поступательного продольного движения Sпр при неподвижной детали В качестве круга используют охватывающий деталь сборный шлифовальный круг 2, центр вращения О которого устанавливают на оси обрабатываемой детали 1, а поперечную подачу врезания Sα осуществляют путем увеличения угла α на каждый двойной ход продольной подачи Sпр, при этом круг устанавливают под углом
α=arccos(b/a),
где - а и b - соответственно большая и меньшая полуоси обрабатываемой эллиптической наружной поверхности.
The processing of the outer elliptical surfaces of the shafts 1 includes a message to the grinding wheel 2, set at an angle α to the longitudinal axis of the part, rotation V and and translational longitudinal motion S CR with the stationary part As a circle, the assembly grinding wheel 2 covering the part is used, the rotation center of which is installed on the axis of the workpiece 1, and the transverse cutting feed S α is carried out by increasing the angle α for each double stroke of the longitudinal feed S CR , while the circle is set at an angle
α = arccos (b / a),
where - a and b are, respectively, the larger and smaller semi-axes of the processed elliptical outer surface.

Кроме того, используют сборный шлифовальный круг 2, составленный из отдельных абразивных брусков 3, имеющих возможность радиального перемещения при наладке, осуществляемой по мере износа брусков и восстановления внутреннего диаметра D=2а круга. In addition, use a prefabricated grinding wheel 2, composed of individual abrasive blocks 3, with the possibility of radial movement during adjustment, carried out as the bars wear and restoration of the inner diameter D = 2A of the wheel.

При правке периферийную внутреннюю режущую поверхность круга 2 делят на две равные по высоте части, расположенные под углом α к оси вращения инструмента Левая часть от плоскости симметрии круга, проходящая через т. О, согласно фиг. 1 работает, когда бруски находятся вверху, относительно продольной оси детали, правая часть от т. О работает, когда бруски внизу. When editing, the peripheral inner cutting surface of the circle 2 is divided into two parts of equal height, located at an angle α to the axis of rotation of the tool. The left part of the plane of symmetry of the circle passing through t. O, according to FIG. 1 works when the bars are at the top, relative to the longitudinal axis of the part, the right-hand side of t. O works when the bars are at the bottom.

Наладка брусков 3 на диаметр D осуществляется при остановленном процессе с помощью ввинчивания резьбовых пробок 4, которые перемещают подпружиненные пружинами 5 металлические стаканы 6, на которых известными способами закреплены абразивные бруски 3. Стаканы 6 с абразивными брусками 3 расположены в радиальных пазах вращательно-подвижной полой оправки 7, которая установлена в корпусе 8 посредством подшипников 9. Оправка 7 имеет шкив 10, который соединен ремнем 11 с приводом (не показан). The adjustment of the bars 3 to the diameter D is carried out when the process is stopped by screwing in the threaded plugs 4, which move the metal cups 6, spring-loaded with springs 5, on which the abrasive bars 3 are fixed by known methods. The glasses 6 with the abrasive bars 3 are located in the radial grooves of the rotary movable hollow mandrel 7, which is installed in the housing 8 by means of bearings 9. The mandrel 7 has a pulley 10, which is connected by a belt 11 to a drive (not shown).

Корпус 8 шарнирно соединен с основанием 12 и может изменять угол α установки оси вращения круга 2 при изменении размеров объекта производства, а также при осуществлении поперечной подачи врезания, поворачиваясь относительно точки О. Основание 12 может быть закреплено, например, на суппорте токарного станка (не показан). The housing 8 is pivotally connected to the base 12 and can change the installation angle α of the axis of rotation of the circle 2 when changing the dimensions of the production object, as well as when transversely feeding the plunge, turning relative to point 0. The base 12 can be fixed, for example, on a support of a lathe (not shown).

Головка для шлифования эллиптических поверхностей валов может быть применена как для черновой обработки, так и для чистового шлифования. The grinding head for elliptical shaft surfaces can be used both for roughing and fine grinding.

При небольших перепадах большой и малой полуосей "а" и "b" эллиптической поверхности формирование последней производят по предлагаемому способу, деля всю операцию на черновые, получистовые, чистовые и финишные переходы При этом предварительное, например токарное, точение шейки вала производят цилиндрической формы. With small differences between the major and minor semiaxes “a” and “b” of the elliptical surface, the latter is formed by the proposed method, dividing the entire operation into draft, semi-finished, finishing and finishing transitions. In this case, preliminary, for example turning, turning of the shaft neck is carried out in a cylindrical shape.

При больших размерах большой и малой полуосей "а" и "b" эллиптической поверхности формирование последней производят в две операции: предварительное, например токарное, точение шейки вала эллиптической формы [2] с оставлением припуска под шлифование и окончательную финишную обработку прелагаемой головкой. With large sizes of the major and minor axes “a” and “b” of the elliptical surface, the formation of the latter is carried out in two operations: preliminary, for example turning, turning the neck of the shaft of an elliptical shape [2] with leaving an allowance for grinding and final finishing with the proposed head.

Работа головки по шлифованию эллиптических поверхностей валов заключается в следующем. Перед обработкой сборный шлифовальный круг 2 правят, выдерживая внутренний диаметр D и деля на две равные по высоте части его периферийную внутреннюю поверхность, располагая режущие поверхности этих частей под углом α к оси вращения инструмента. Балансировку инструмента производят известными способами обязательно. Включают вращательное движение оправки 7 с инструментом 2 со скоростью Vи, определяемой режущими свойствами абразива, и при угле наклона α=0 корпуса 8 в него вводят обрабатываемую заготовку, при необходимости поджимают ее задним центром, причем деталь 1 неподвижна в процессе обработки. Давая продольную подачу Sпр, величину которой определяют традиционным способом, на каждый двойной ход ее осуществляют подачу врезания Sα путем увеличения угла α. Обработку заканчивают выхаживанием, которая осуществляется без подачи врезания Sα, только с продольной подачей Sпр.The work of the head on grinding elliptical surfaces of the shafts is as follows. Before processing, the combined grinding wheel 2 is corrected, maintaining the inner diameter D and dividing its peripheral inner surface by two parts of equal height, positioning the cutting surfaces of these parts at an angle α to the axis of rotation of the tool. Instrument balancing is carried out by known methods without fail. The rotational movement of the mandrel 7 with the tool 2 is turned on at a speed V and determined by the cutting properties of the abrasive, and when the inclination angle α = 0 of the housing 8, the workpiece is introduced into it, if necessary, it is pressed by the rear center, and the part 1 is stationary during processing. Giving a longitudinal feed S CR , the value of which is determined in the traditional way, for each double stroke it feeds the cut-in S α by increasing the angle α. The treatment is completed by nursing, which is carried out without feeding plunge S α , only with a longitudinal feed S pr

По мере износа рабочих поверхностей абразивных брусков увеличивается внутренний диаметр круга D, который восстанавливают путем ввинчивания резьбовых пробок 4. Угол α наклона режущих поверхностей брусков благодаря самозатачиванию будет сохраняться длительное время, однако по мере существенного отклонения режущих поверхностей от номинального значения угла α бруски правят известными способами и инструментами, например алмазным карандашом, как наиболее распространенным и дешевым. As the working surfaces of the abrasive bars wear, the inner circle diameter D increases, which is restored by screwing in the screw plugs 4. The angle α of inclination of the cutting surfaces of the bars due to self-sharpening will remain for a long time, however, as the cutting surfaces deviate significantly from the nominal value of the angle α, the bars are corrected by known methods and tools, such as diamond pencil, as the most common and cheapest.

Как видно на фиг.1, обработка предлагаемой головкой позволяет повысить точность изделия и виброустойчивость процесса, так как охватывающий круг контактирует с заготовкой в двух диаметрально противоположных местах и возникающие радиальные составляющие сил резания взаимно уравновешиваются, не вызывая изгиб детали. As can be seen in figure 1, the processing of the proposed head can improve the accuracy of the product and the vibration resistance of the process, since the enclosing circle is in contact with the workpiece in two diametrically opposite places and the resulting radial components of the cutting forces are mutually balanced without causing bending of the part.

Обрабатывалась эллиптическая шейка вала длиной 20 мм, имеющая размеры поперечного сечения: 2а=27-0,05 мм, 2b=23,38-0,05 мм. Угол установки инструмента определяли по формуле α=arccos(b/a)=arccos(11,69/13,5)=30o. Заготовка цилиндрической формы, прошедшая предварительную токарную обработку диаметром ⌀ 27 мм, т.е. больший диаметр эллипса обработан. Внутренний диаметр шлифовального круга правили и настраивали до D=27 мм. Шероховатость обработанной поверхности должна быть Ra=0,4 мкм, материал - сталь 18ХГТ ГОСТ 4543-74, твердость НВ 207. ..228. Обработка проводилась на токарно-винторезном станке мод. 16К20, инструментальная охватывающая головка с абразивным охватывающим кругом сборным из прямоугольных брусков типа СП 45х55х80 24А16С25К ГОСТ 2464-82, скорость головки Vи=7,85 м/с, nи=3000 мин-1, Sпр=900 мм/мин, Sα= 2'2,4''/дв.ход, или в пересчете в мм на диаметре 27 мм Sα=0,008 мм/дв. ход. Требуемая шероховатость и точность эллиптической поверхности шейки вала была достигнута через Тм=(45+20)•1,81•1,4/900•0,008=22,9 мин, где (45+20) - длина хода суппорта при перебеге круга на каждую сторону, равном 0,5 ширины бруска, (13,5-11,69)=1,81 мм - величина максимального припуска, снимаемого в области малой оси эллипса, 1,4 - коэффициент, учитывающий затраты времени на выхаживание.An elliptical shaft neck with a length of 20 mm was processed, having the dimensions of the cross section: 2a = 27 -0.05 mm, 2b = 23.38 -0.05 mm. The installation angle of the tool was determined by the formula α = arccos (b / a) = arccos (11.69 / 13.5) = 30 o . A cylindrical billet that underwent preliminary turning with a diameter of ⌀ 27 mm, i.e. the larger diameter of the ellipse is machined. The inner diameter of the grinding wheel was corrected and adjusted to D = 27 mm. The roughness of the treated surface should be Ra = 0.4 μm, material - steel 18HGT GOST 4543-74, hardness HB 207. ..228. The processing was carried out on a mod screw-cutting machine. 16K20, instrumental female head with an abrasive female circle assembled from rectangular bars of the type SP 45x55x80 24A16C25K GOST 2464-82, head speed V i = 7.85 m / s, n i = 3000 min -1 , S pr = 900 mm / min, S α = 2'2,4 '' / dv.hod, or in terms of mm on a diameter of 27 mm S α = 0,008 mm / dv. move. The required roughness and accuracy of the elliptical surface of the neck of the shaft was achieved through T m = (45 + 20) • 1.81 • 1.4 / 900 • 0.008 = 22.9 min, where (45 + 20) is the caliper travel length when the wheel runs over on each side equal to 0.5 bar width, (13.5-11.69) = 1.81 mm - the maximum allowance taken in the area of the small axis of the ellipse, 1.4 - coefficient taking into account the time spent on nursing.

Благодаря применению предлагаемого головки стало возможным финишная абразивная обработка наружных эллиптических поверхностей валов, т.е. расширились технологические возможности, улучшилось качество, снизилась величина шероховатости и повысилась производительность за счет использования охватывающего круга и увеличения длины дуги контакта круга с заготовкой и решены вопросы по осуществлению подачи врезания при неоднократных проходах, а также обеспечение независимости профиля обработанного изделия от диаметра шлифовального круга. Thanks to the use of the proposed head, it became possible to finish abrasive the external elliptical surfaces of the shafts, i.e. technological capabilities have expanded, quality has improved, roughness has decreased and productivity has increased due to the use of the enclosing circle and the increase in the length of the arc of contact between the wheel and the workpiece, and issues have been resolved on how to feed the plunge during repeated passes, as well as ensuring the independence of the profile of the processed product from the diameter of the grinding wheel.

Источники информации
1. Патент РФ 2169644, МКИ В 23 G 1/36. Способ финишной обработки винтов. Степанов Ю.С., Афанасьев Б.И. и др. Заявка 99121764/02, заяв. 12.10.99, опубл. 27.05.2001. Бюл. 15.
Sources of information
1. RF patent 2169644, MKI B 23 G 1/36. The method of finishing the screws. Stepanov Yu.S., Afanasyev B.I. and other Application 99121764/02, application. 12.10.99, publ. 05/27/2001. Bull. fifteen.

2. Карелин Н.М. Бескопирная обработка цилиндрических деталей с криволинейными поперечными сечениями. - М.: Машиностроение, 1966, с. 11-13, рис. 11-12. 2. Karelin N.M. Ball-free machining of cylindrical parts with curved cross sections. - M.: Mechanical Engineering, 1966, p. 11-13, fig. 11-12.

Claims (2)

1. Головка для шлифования эллиптических поверхностей валов, содержащая основание, корпус и шлифовальный круг, отличающаяся тем, что она снабжена полой оправкой, установленной с возможностью вращения в корпусе, шарнирно соединенном с основанием, а шлифовальный круг выполнен сборным из отдельных абразивных брусков, образующих периферийную внутреннюю режущую поверхность, разделенную при правке на две равные по высоте части, расположенные под углом α к оси вращения шлифовального круга. 1. The head for grinding elliptical surfaces of the shafts, comprising a base, a housing and a grinding wheel, characterized in that it is equipped with a hollow mandrel mounted for rotation in the housing, pivotally connected to the base, and the grinding wheel is made of individual abrasive blocks forming a peripheral the inner cutting surface, divided during editing into two parts of equal height, located at an angle α to the axis of rotation of the grinding wheel. 2. Головка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена резьбовыми пробками и подпружиненными металлическими стаканами для закрепления абразивных брусков, расположенными с возможностью радиального перемещения в выполненных в полой оправке радиальных отверстиях. 2. The head according to claim 1, characterized in that it is equipped with threaded plugs and spring-loaded metal cups for securing the abrasive bars, located with the possibility of radial movement in the radial holes made in the hollow mandrel.
RU2002102403/02A 2002-01-25 2002-01-25 Head to grind elliptical surfaces of shafts RU2211133C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002102403/02A RU2211133C1 (en) 2002-01-25 2002-01-25 Head to grind elliptical surfaces of shafts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002102403/02A RU2211133C1 (en) 2002-01-25 2002-01-25 Head to grind elliptical surfaces of shafts

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2211133C1 true RU2211133C1 (en) 2003-08-27
RU2002102403A RU2002102403A (en) 2005-01-10

Family

ID=29246330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002102403/02A RU2211133C1 (en) 2002-01-25 2002-01-25 Head to grind elliptical surfaces of shafts

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2211133C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КАРЕЛИН Н.М. Бескопирная обработка деталей с криволинейными поперечными сечениями. - М.: Машиностроение, 1966, с.11-13, рис.11-12. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2002102403A (en) 2005-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7882633B2 (en) Method for machining shaft bearing seats
JP2009545458A (en) Method for grinding throwaway tip and grinding wheel for carrying out grinding method
RU2211133C1 (en) Head to grind elliptical surfaces of shafts
US4374513A (en) Dressing apparatus for cup-type abrasive wheels as used for grinding spiral bevel gearwheels
RU2211130C1 (en) Way of finishing abrasive machining of outer elliptical surfaces
RU2211134C1 (en) Self-centering head to grind elliptical surfaces of shafts
RU2325258C2 (en) Abrasive-diamond spring tool
RU2211129C1 (en) Way of finishing abrasive machining of hole with elliptical surface
RU2203172C2 (en) Method for combination abrasive treatment by means of lengthwise-intermittent grinding discs
RU2127182C1 (en) Method for manufacturing of optical lenses
US3811234A (en) Method of forming workpieces by abrading
RU2201331C2 (en) Flexible embracing abrasive tool for working eccentric shafts and screws
RU2297317C1 (en) Method of the multi-component shafts rolling
RU2334595C1 (en) Device for orbital pin milling of screws
RU2334596C1 (en) Method of orbital pin cutting of screws
RU2351455C1 (en) Facility for screws superfinishing
RU2123924C1 (en) Method of combustion abrasive machining
GB2047589A (en) A tool for metal cutting, more particularly a face milling cutter
RU2207243C2 (en) Combined abrasive tool and method of part surface machininh
RU2318647C1 (en) Method for abrasive-diamond working by means of spring tool
RU2351456C1 (en) Superfinishing method of screws
RU2176179C2 (en) Method of grinding screws with unifilar grinding wheel
RU2235012C1 (en) Grinding and honing method
RU2125509C1 (en) Device for combined abrasive treatment
RU2243064C1 (en) Method for working blanks by turning

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040126