RU2238835C1

RU2238835C1 - Method of inner grinding

Info

Publication number: RU2238835C1
Application number: RU2003118088/02A
Authority: RU
Inventors: Л.В. Худобин (RU); Л.В. Худобин; Н.И. Веткасов (RU); Н.И. Веткасов; О.Г. Крупенников (RU); О.Г. Крупенников
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 2003-06-16
Filing date: 2003-06-16
Publication date: 2004-10-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: blank is clamped in the chuck. The blank and grinding disk are set in rotation in opposite directions. The grinding disk is moved along the opening to be grinded.

EFFECT: improved quality of blanks.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к внутреннему шлифованию с продольной подачей заготовок деталей машин.The invention relates to the field of engineering, in particular to internal grinding with a longitudinal feed of workpieces of machine parts.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ внутреннего шлифования с продольной подачей (Кащук В.А., Верещагин А.Б. Справочник шлифовщика. М.: Машиностроение, 1988, с.218-219; с.226, табл.3), включающий закрепление заготовки в патроне и ее вращение вокруг своей оси, вращение шлифовального круга в противоположную вращению заготовки сторону, перемещение шлифовального круга вправо и влево вдоль оси шлифуемого отверстия с перебегами, равными 0,3 Н, где H - высота шлифовального круга, перемещение шлифовального круга в поперечном к оси шлифуемого отверстия направлении на величину снимаемого припуска за каждый двойной ход и подачу смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС), принятый за прототип.The closest method of the same purpose to the claimed invention according to the totality of features is a method of internal grinding with a longitudinal feed (Kashchuk V.A., Vereshchagin A.B. Directory of the grinder. M .: Mechanical Engineering, 1988, p.218-219; p.226 , table 3), including fixing the workpiece in the cartridge and its rotation around its axis, rotating the grinding wheel in the opposite direction to the rotation of the workpiece, moving the grinding wheel to the right and left along the axis of the grinded hole with overruns of 0.3 N, where H is the height grinding wheel lane placement of the grinding wheel in the direction transverse to the axis of the grinding hole by the amount of the removed allowance for each double stroke and the supply of lubricating-cooling technological means (COTS), adopted as a prototype.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относятся:The reasons that impede the achievement of the following technical result when using the known method adopted for the prototype include:

1. Высокая теплосиловая напряженность процесса внутреннего шлифования, вызванная большой площадью контакта шлифовального круга с заготовкой и негативно отражающаяся на качестве обработанных деталей.1. High heat power tension of the internal grinding process, caused by the large contact area of the grinding wheel with the workpiece and adversely affecting the quality of the machined parts.

2. Затрудненная подача СОТС (обычно смазочно-охлаждающей жидкости) в зону резания, обусловленная неблагоприятным соотношением диаметров шлифуемого отверстия и шлифовального круга. Согласно, например, справочнику Кащук В.А., Верещагин А.Б. Справочник шлифовщика. М.: Машиностроение, 1988, с.219, при диаметре отверстия d_o=30-40 мм диаметр круга составляет 0,95d_o, то есть 28,5-38 мм. Следовательно, зазор между кругом и отверстием изменяется от 1,5 до 2 мм, что делает практически невыполнимой задачу эффективной подачи СОТС из-за невозможности размещения устройств для подачи СОТС в рабочей зоне таких малых размеров. В результате этого качество шлифованных заготовок ухудшается.2. Difficult supply of COTS (usually cutting fluid) to the cutting zone, due to the unfavorable ratio of the diameters of the grinding hole and the grinding wheel. According to, for example, the reference book Kashchuk V.A., Vereshchagin A.B. Handbook grinder. M .: Engineering, 1988, p.219, with the hole diameter d _o = 30-40 mm, the diameter of the circle is 0.95d _o , that is, 28.5-38 mm. Therefore, the gap between the circle and the hole varies from 1.5 to 2 mm, which makes the task of effectively supplying SOTS practically impossible because of the impossibility of placing devices for supplying SOTS in the working area of such small sizes. As a result, the quality of polished workpieces is deteriorating.

3. Сложность ситуации с эффективной подачей смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в зону резания усугубляется тем, что воздушные потоки, генерируемые шлифовальным кругом, препятствуют попаданию СОЖ на его рабочую поверхность.3. The complexity of the situation with the effective supply of cutting fluid (coolant) to the cutting zone is compounded by the fact that the air flows generated by the grinding wheel prevent the coolant from getting onto its working surface.

4. Так как шлифовальный круг выходит из зоны обработки только на величину перебега, составляющую согласно прототипу 0,3Н, где Н - высота шлифовального круга, то даже при подаче СОТС на круг в этот момент цикла обработки его поверхность будет покрыта СОТС только частично, что также неблагоприятно отразится на теплосиловой напряженности процесса внутреннего шлифования, а значит и на качестве обработанных деталей.4. Since the grinding wheel leaves the processing zone only by an overrun amount of 0.3 N, according to the prototype, where N is the height of the grinding wheel, even if COTS is applied to the wheel at this point in the treatment cycle, its surface will be covered with COTS only partially, which it will also adversely affect the heat-power tension of the internal grinding process, and therefore the quality of the machined parts.

Сущность изобретения заключается в следующем. Резкое повышение в последнее время требований к конкурентоспособности продукции машиностроения сделало особенно актуальной проблему повышения качества поверхности обрабатываемых заготовок деталей машин на операциях внутреннего шлифования с продольной подачей. Одним из путей решения указанной проблемы является рационализация применения СОТС.The invention consists in the following. The recent sharp increase in the requirements for the competitiveness of engineering products has made the problem of improving the surface quality of machined parts of machine parts in internal grinding operations with longitudinal feed especially urgent. One way to solve this problem is to rationalize the use of SOTS.

Технический результат - повышение качества поверхности деталей машин.The technical result is an increase in the surface quality of machine parts.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что заявляемый способ, как и известный способ, включает закрепление заготовки в патроне и ее вращение вокруг своей оси, вращение шлифовального круга в противоположную вращению заготовки сторону, перемещение шлифовального круга вправо и влево вдоль оси шлифуемого отверстия с перебегами, равными 0,3Н, где H - высота шлифовального круга, перемещение шлифовального круга в поперечном к оси шлифуемого отверстия направлении на величину снимаемого припуска за каждый двойной ход и подачу СОТС.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that the claimed method, like the known method, includes fixing the workpiece in the cartridge and its rotation around its axis, rotating the grinding wheel in the opposite direction to the rotation of the workpiece, moving the grinding wheel to the right and left along the axis of the grinding hole with the overruns equal to 0.3 N, where H is the height of the grinding wheel, the movement of the grinding wheel in the direction transverse to the axis of the grinding hole by the amount of the removed allowance for each double stroke and supply of SOTS.

Особенность заключается в том, что в качестве СОТС применяют нагретый распыленный твердый смазочный материал, который подают на рабочую поверхность шлифовального круга, находящегося в исходном нерабочем положении, когда обработанную заготовку заменяют новой.The peculiarity lies in the fact that a heated atomized solid lubricant is used as a COTS, which is fed to the working surface of the grinding wheel, which is in the initial idle position, when the processed workpiece is replaced with a new one.

В процессе замены обработанной заготовки новой шлифовальный круг находится в исходном нерабочем положении, поэтому вся его рабочая поверхность доступна для нанесения СОТС. Если в качестве последней использовать нагретый твердый смазочный материал (например, графит (60%) + воск (40%); графит (75%) + пульвербакелит (25%)) и нанести его в распыленном состоянии на рабочую поверхность шлифовального круга, то на этой поверхности после застывания образуется равномерный слой твердой смазки, который гарантированно удерживается на абразивном инструменте и надежно защищает абразивные зерна от непосредственного контакта с материалом обрабатываемой заготовки в процессе шлифования. Это способствует уменьшению силы трения, а следовательно, и теплонапряженности обработки, в результате чего улучшается качество поверхностей деталей машин.In the process of replacing the processed workpiece with a new grinding wheel, it is in its original idle position, so its entire working surface is available for applying SOTS. If you use heated solid lubricant (for example, graphite (60%) + wax (40%); graphite (75%) + pulverbakelite (25%)) and spray it on the working surface of the grinding wheel, then this surface after hardening, a uniform layer of solid lubricant is formed, which is guaranteed to be held on the abrasive tool and reliably protects abrasive grains from direct contact with the material of the workpiece during grinding. This helps to reduce the friction force, and consequently, the heat stress of the processing, which improves the quality of the surfaces of machine parts.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного 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, позволило установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных 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 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. Definition from the list of identified analogues the prototype, as the closest in the totality of the features of the analogue, allowed us to establish a set of essential in relation to usmat claimed by the applicant the technical result of the distinguishing features 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, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существующими признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.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 as determined by the applicant for the specialist, the effect of the transformations provided for by the existing features of the claimed invention on the achievement of the technical result is not revealed.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака (признаков), представлении таких признаков во взаимосвязи, либо изменении ее вида.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.

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

На чертежах представлена схема реализации заявленного способа:The drawings show a diagram of the implementation of the claimed method:

на фиг.1 изображено нанесение нагретого распыленного твердого смазочного материала на рабочую поверхность шлифовального круга, находящегося в исходном нерабочем положении; на фиг.2 - процесс внутреннего шлифования отверстия заготовки шлифовальным кругом с нанесенным на его рабочую поверхность слоем твердой смазки.figure 1 shows the deposition of a heated atomized solid lubricant on the working surface of the grinding wheel, which is in its original idle position; figure 2 - the process of internal grinding of the billet holes with a grinding wheel with a layer of solid lubricant deposited on its working surface.

На шлифовальный круг 1 нанесен слой твердой смазки 2, а заготовка 3 закреплена в патроне 4. Установка для нагревания, распыления и нанесения твердого смазочного материала условно не показана.A layer of solid lubricant 2 is applied to the grinding wheel 1, and the workpiece 3 is fixed in the cartridge 4. The installation for heating, spraying and applying solid lubricant is not conventionally shown.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата: Способ внутреннего шлифования с продольной подачей заключается в том, что когда обработанную заготовку 3 заменяют новой, закрепляя последнюю в патроне 4, шлифовальный круг 1 находится в исходном нерабочем положении (положение I на фиг.1) и вся его рабочая поверхность доступна для нанесения СОТС. В качестве СОТС применяют твердый смазочный материал (например, графит (60%) + воск (40%); графит (75%) + пульвербакелит (25%)), который в нагретом и распыленном состоянии наносят на рабочую поверхность вращающегося с окружной скоростью V_к шлифовального круга. После застывания на этой поверхности образуется равномерный слой твердой смазки, который гарантированно удерживается на круге.Information confirming the possibility of carrying out the invention with obtaining the above technical result: The method of internal grinding with a longitudinal feed is that when the processed workpiece 3 is replaced with a new one, fixing the latter in the cartridge 4, the grinding wheel 1 is in its original idle position (position I in FIG. 1) and its entire working surface is available for applying SOTS. A solid lubricant (for example, graphite (60%) + wax (40%); graphite (75%) + pulverbakelite (25%)), which is applied in a heated and sprayed state onto the working surface of a rotary with a peripheral speed V _{to the} grinding wheel. After hardening, an even layer of solid lubricant is formed on this surface, which is guaranteed to be kept on a circle.

После закрепления заготовки 3 в патроне 4 ее приводят во вращение вокруг своей оси в противоположную направлению вращения круга сторону со скоростью V_з, а шлифовальный круг 1 со слоем твердой смазки 2 переводят из положения I в положение II, начиная осуществлять собственно процесс внутреннего шлифования отверстия заготовки (фиг.2). При этом круг 1 перемещают вправо и влево вдоль оси шлифуемого отверстия (из положения II в положение III и наоборот) с перебегами L₁ и L₂, равными 0,3H, где Н - высота шлифовального круга 1. В процессе шлифования круг 1 перемещают в поперечном к оси шлифуемого отверстия направлении со скоростью подачи S_поп на величину снимаемого припуска за каждый двойной ход.After fixing the workpiece 3 in the cartridge 4, it is rotated around its axis in the opposite direction of the wheel rotation with a speed of V _s , and the grinding wheel 1 with a layer of solid lubricant 2 is transferred from position I to position II, starting the actual process of internal grinding of the workpiece hole (figure 2). In this case, wheel 1 is moved to the right and left along the axis of the grinding hole (from position II to position III and vice versa) with overruns L ₁ and L ₂ equal to 0.3H, where H is the height of the grinding wheel 1. During grinding, wheel 1 is moved to the direction transverse to the axis of the grinded hole with the feed rate S _pop by the amount of removed allowance for each double stroke.

Слой твердой смазки 2, нанесенный на рабочую поверхность круга 1, надежно защищает абразивные зерна от непосредственного контакта с материалом обрабатываемой заготовки. Это способствует уменьшению теплосиловой напряженности в зоне обработки, в результате чего улучшается качество поверхности обрабатываемых заготовок деталей машин.A layer of solid lubricant 2, deposited on the working surface of the circle 1, reliably protects abrasive grains from direct contact with the material of the workpiece. This helps to reduce the heat-stress intensity in the processing zone, as a result of which the surface quality of the machined workpieces of machine parts is improved.

После снятия с заготовки припуска шлифовальный круг 1 отводят в исходное нерабочее положение I, а обработанную заготовку 3 раскрепляют из патрона 4 и заменяют на новую. Далее цикл внутреннего шлифования повторяют.After removing the stock from the stock, the grinding wheel 1 is returned to its original idle position I, and the processed blank 3 is unfastened from the cartridge 4 and replaced with a new one. Next, the internal grinding cycle is repeated.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения (способа) следующей совокупности условий.Thus, the above information indicates the fulfillment when using the claimed invention (method) of the following set of conditions.

Средство, воплощающее заявленный способ при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в машиностроении, в частности для внутреннего шлифования с продольной подачей заготовок деталей машин.The tool embodying the claimed method in its implementation is intended for use in industry, namely in mechanical engineering, in particular for internal grinding with longitudinal feed of workpieces of machine parts.

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.For the claimed method in the form described in the independent paragraph of the claims, the possibility of its implementation using the methods 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 internal grinding with a longitudinal feed, including fixing the workpiece in the chuck and rotating it around its axis, rotating the grinding wheel in the direction opposite to the rotation of the workpiece, moving the grinding wheel to the right and left along the axis of the grinded hole with overruns of 0.3 N, where N is the height of the grinding wheel, the movement of the grinding wheel in the direction transverse to the axis of the grinding hole by the amount of the removed allowance for each double stroke and the supply of cutting lubricants (СО C), characterized in that as the atomized cutting fluid is used heated solid lubricant which is fed to the working surface of the grinding wheel which is in the initial inoperative position when replaced with a new preform.