RU2288828C1 - Combination diamond-abrasive working method at friction surface hardening of screws along former - Google Patents
Combination diamond-abrasive working method at friction surface hardening of screws along former Download PDFInfo
- Publication number
- RU2288828C1 RU2288828C1 RU2005116358/02A RU2005116358A RU2288828C1 RU 2288828 C1 RU2288828 C1 RU 2288828C1 RU 2005116358/02 A RU2005116358/02 A RU 2005116358/02A RU 2005116358 A RU2005116358 A RU 2005116358A RU 2288828 C1 RU2288828 C1 RU 2288828C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diamond
- equal
- screw
- tool
- friction
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, к области станкостроения и технологии машиностроения, может быть использовано при финишной алмазно-абразивной обработке с фрикционным поверхностным упрочнением винтовых поверхностей точных винтов из труднообрабатываемых материалов.The invention relates to mechanical engineering, to the field of machine tool engineering and mechanical engineering technology, can be used for finishing diamond abrasive processing with friction surface hardening of screw surfaces of precision screws from hard materials.
Известен способ шлифования винтов дисковым однониточным шлифовальным кругом, который включает установку круга на угол αв подъема витка обрабатываемого винта и сообщение ему независимого вращательного движения и продольной подачи, а детали - вращения и поступательного перемещения, кинематически связанного с продольной подачей круга, равной шагу обрабатываемого винта, при этом используют круг на одну степень твердости выше и один номер зернистости меньше, чем при традиционном шлифовании, высотой, равной половине шага обрабатываемого винта, и дополнительно наклоняют его под острым углом αАРС к плоскости, перпендикулярной оси вращения круга, для создания аксиально-смещенного режущего слоя, который определяют по формуле:A known method of grinding screws with a single-disc disk grinding wheel, which includes setting the wheel at an angle α in the lifting turn of the screw being machined and communicating to it an independent rotational movement and longitudinal feed, and the part rotate and translate kinematically associated with the longitudinal feed of the wheel equal to the pitch of the machined screw , while using a circle one degree of hardness higher and one number of grit less than with conventional grinding, a height equal to half the step processed in inta, and additionally tilt it at an acute angle α APC to a plane perpendicular to the axis of rotation of the circle, to create an axially offset cutting layer, which is determined by the formula:
αAPC=arc tg[(t·cosαв-0,5t)/Dи],α APC = arc tg [(t · cosα at -0.5t) / D and ],
где αв=arc tg[t/(2D)] - угол подъема витка обрабатываемого винта, град;where α in = arc tg [t / (2D)] is the angle of elevation of the turn of the screw being machined, deg;
t - шаг винта, мм; D - делительный диаметр винта, мм;t is the pitch of the screw, mm; D is the pitch diameter of the screw, mm;
Dи - наружный диаметр шлифовального круга, мм [1].D and - the outer diameter of the grinding wheel, mm [1].
Применение известного способа абразивной обработки улучшает качество, повышает производительность обработки и уменьшает расход абразива, однако способ имеет существенные недостатки.The application of the known method of abrasive processing improves the quality, increases the productivity of processing and reduces the consumption of abrasive, however, the method has significant disadvantages.
Это ограниченность применения: только для обработки винтовых поверхностей винтов; сложность и трудоемкость настройки после правки по мере затупления и засаливания круга, а также быстрая потеря и длительное восстановление формы профиля фасонной периферийной поверхности круга, что снижает точность, качество и производительность чистовой алмазно-абразивной обработки.This is a limited application: only for machining screw surfaces of screws; the complexity and complexity of the settings after editing as the circle becomes blunt and greasy, as well as the rapid loss and long-term restoration of the profile shape of the peripheral shape of the circle, which reduces the accuracy, quality and productivity of fine diamond abrasive processing.
Кроме того, невозможность варьировать продольной подачей, которая должна быть строго определенной и равной шагу обрабатываемого винта и не позволяет устанавливать оптимальные режимы резания.In addition, the inability to vary the longitudinal feed, which must be strictly defined and equal to the pitch of the machined screw and does not allow to establish optimal cutting conditions.
При этом способ не решает вопроса поверхностного упрочнения и повышения износостойкости.However, the method does not solve the issue of surface hardening and increase wear resistance.
Известен способ обработки кулачков, имеющих плавный переход криволинейных поверхностей, по обработанной поверхности и копиру небольшой толщины, который крепят к торцу заготовки [2]. По этому копиру лезвийным инструментом обрабатывают небольшой участок; далее ролик щупа перемещается по обработанному ранее участку поверхности.A known method of processing cams having a smooth transition of curved surfaces, on the treated surface and a copy of a small thickness, which is attached to the end face of the workpiece [2]. On this copy, a small area is processed with a blade tool; Further, the probe roller moves along the previously processed surface area.
Недостатками известного способа являются низкая точность обработки нежестких заготовок из-за больших односторонних усилий резания и усилий прижатия щупа, которые ведут к прогибу и бочкообразности.The disadvantages of this method are the low precision machining of non-rigid workpieces due to the large one-sided cutting forces and the pressing forces of the probe, which lead to deflection and barrel-shaped.
При этом ограниченность способа, который реализуется в основном при работе лезвийным инструментом, не позволяет использовать его, например, при обработке алмазно-абразивными кругами.Moreover, the limitations of the method, which is implemented mainly when working with a blade tool, does not allow using it, for example, when machining with diamond-abrasive wheels.
Кроме того, способ не решает вопроса поверхностного упрочнения и повышения износостойкости.In addition, the method does not solve the issue of surface hardening and increase wear resistance.
Задачей изобретения является расширение технологических возможностей способа алмазно-абразивной обработки с одновременным фрикционным поверхностным упрочнением по копиру и обработанной поверхности, простота и минимальная трудоемкость настройки после правки, возможность устанавливать оптимальные режимы резания, а также повышение качества, производительности и точности обработки.The objective of the invention is to expand the technological capabilities of the method of diamond abrasive processing with simultaneous frictional surface hardening according to the copier and the machined surface, simplicity and minimal laborious settings after dressing, the ability to establish optimal cutting conditions, as well as improving the quality, productivity and accuracy of processing.
Поставленная задача решается предлагаемым комбинированным способом алмазно-абразивной обработки с фрикционным поверхностным упрочнением винтов по копиру, включающим сообщение алмазно-абразивному кругу независимого вращательного движения и поступательного перемещения, связанного с продольной подачей, а заготовке - вращения, причем вращение заготовки и продольная подача инструмента - независимые, а поперечная подача инструменту обеспечивается обработанной поверхностью и копиром, толщина которого равна шагу обрабатываемого винта, причем копир закреплен к торцу заготовки, а контактирующий с ним щуп является инструментом для фрикционного поверхностного упрочнения в виде диска трения, закрепленного через упругий элемент с помощью фланцев на валу индивидуального электропривода, и устанавливают в диаметрально противоположном месте относительно алмазно-абразивного круга на расстоянии в продольном направлении, равном шагу обрабатываемого винта, при этом радиус рабочей поверхности в продольном сечении диска трения равен радиусу периферийной рабочей поверхности в продольном сечении алмазно-абразивного круга, кроме того, диск трения, выполняющий роль подвижного люнета, нагружают силой прижима к заготовке, равной силе резания, развиваемой алмазно-абразивным кругом.The problem is solved by the proposed combined method of diamond-abrasive machining with friction surface hardening of screws according to the copier, including a message to the diamond-abrasive wheel of independent rotational movement and translational movement associated with the longitudinal feed, and the workpiece - rotation, and the rotation of the workpiece and the longitudinal feed of the tool are independent and the transverse feed to the tool is provided by the machined surface and the copier, the thickness of which is equal to the pitch of the machined screw, p By the way, the copier is fixed to the end face of the workpiece, and the probe in contact with it is a tool for friction surface hardening in the form of a friction disk fixed through an elastic element using flanges on the shaft of an individual electric drive, and installed in a diametrically opposite place relative to the diamond-abrasive wheel at a distance in the longitudinal the direction equal to the pitch of the screw being machined, while the radius of the working surface in the longitudinal section of the friction disk is equal to the radius of the peripheral working surface in a single section of a diamond-abrasive wheel, in addition, the friction disk, which acts as a movable lunette, is loaded with a clamping force to the workpiece, equal to the cutting force developed by the diamond-abrasive wheel.
Сущность способа поясняется чертежами.The essence of the method is illustrated by drawings.
На фиг.1 приведена схема обработки начального участка заготовки-винта по копиру по предлагаемому комбинированному способу с установкой заготовки в патроне токарного станка с поджатием задним центром новым алмазно-абразивным кругом, вид сверху; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, устройство крепления щупа, являющегося инструментом для фрикционного поверхностного упрочнения в виде диска трения, закрепленного через упругий элемент с помощью фланцев на валу индивидуального электропривода, на суппорте; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг 1, устройство крепления алмазно-абразивного круга; на фиг.4 - элемент В на фиг.1; на фиг.5 - элемент Г на фиг.1; на фиг.6 - схема обработки последующего участка винта по обработанному ранее участку по предлагаемому комбинированному способу максимально изношенным алмазно-абразивным кругом, вид сверху.Figure 1 shows a diagram of the processing of the initial section of the screw blank by copy according to the proposed combined method with the installation of the blank in the lathe chuck with the back center pressing with a new diamond abrasive wheel, top view; figure 2 - section aa in figure 1, the mounting device of the probe, which is a tool for frictional surface hardening in the form of a friction disk, mounted through an elastic element with flanges on the shaft of an individual electric drive, on a support; figure 3 is a section bB in figure 1, the fastening device of the diamond abrasive wheel; figure 4 - element In figure 1; figure 5 - element G in figure 1; Fig.6 is a diagram of the processing of the subsequent section of the screw on the previously processed section according to the proposed combined method of the maximum worn diamond-abrasive wheel, top view.
Предлагаемый комбинированный способ предназначен для фрикционного поверхностного упрочнения и алмазно-абразивной обработки заготовок винтов 1 по копиру 2. Способ включает сообщение алмазно-абразивному кругу 3 и диску трения 4 независимого друг от друга вращательного движения Vк и Vф и продольной подачи Sпр, а заготовке 1 - независимого вращения Vз. Поперечная подача Sпоп инструментов обеспечивается копиром 2, толщина lк которого равна шагу t обрабатываемого винта 1, и обработанной поверхностью.The proposed combined method is intended for friction surface hardening and diamond-abrasive machining of
Копир 2 закрепляется с торца заготовки и соосно ей таким образом, что является продолжением обрабатываемого винта.The
Диск трения 4, выполняющий роль щупа, первоначально контактирующий с копиром 2, а затем с обработанной поверхностью заготовки, устанавливают в диаметрально противоположном месте относительно круга 3 на расстоянии в продольном направлении, равном шагу t обрабатываемого винта 1.The
Диск трения 4 для фрикционного поверхностного упрочнения закрепляют через упругий элемент 5 с помощью фланцев 6 на валу 7 индивидуального электропривода 8.The
Радиус RФ рабочей поверхности в продольном сечении диска трения 4 равен радиусу RК периферийной рабочей поверхности в продольном сечении алмазно-абразивного круга 3.The radius R f of the working surface in the longitudinal section of the
Для повышения точности обработки необходимо стремится к минимальным значениям радиусов RФ и RК.To improve the accuracy of processing, it is necessary to strive for the minimum values of the radii R f and R K.
Диск трения 4, выполняющий роль подвижного люнета при обработке нежестких заготовок винтов, нагружают силой РФ прижима к заготовке, равной силе РУ резания, развиваемой кругом 3.The
Работа по предлагаемому комбинированному способу фрикционного поверхностного упрочнения с алмазно-абразивной обработкой винтов по копиру производится в следующей последовательности.Work on the proposed combined method of friction surface hardening with diamond abrasive processing of screws by copy is performed in the following sequence.
На заготовку винта 1, предварительно прошедшую черновую обработку, с торца устанавливают копир 2 таким образом, чтобы не нарушилось базирование заготовки и продольная ось винта совпала с осью центров станка, на котором производится обработка.A
К установленной, например, в патроне 9, оснащенном кулачками 10, и поджатой задним центром 11 токарного станка заготовке винта сзади подводят диск трения 4 с помощью маховичка 12, который смонтирован на винте 13 поперечного суппорта 14 станка. Винт 13 воздействует на подвижную плиту 15 через пружину 16, создавая определенное усилие РФ на диске трения 4. Далее маховичком 17, который установлен на винте 18, связанном с верхней подвижной плитой 19, к заготовке подводится алмазно-абразивный круг 3, смонтированный на шпинделе шлифовальной головки 20, которая установлена на верхней подвижной плите 19. По лимбу (не показан) маховичком 17 устанавливается глубина шлифования и включается продольная подача Sпр.A
При чистовой обработке винта 1 по предлагаемому комбинированному способу по копиру 2 шлифуют небольшой начальный участок заготовки, равный длине шага t; далее диск трения 4 перемещается по обработанному ранее участку поверхности заготовки.When finishing the
Принудительное встречное вращательное движение с целью фрикционного поверхностного упрочнения сообщается диску трения 4 только после прохождения копира 2 в момент вступления в контакт с заготовкой.The forced oncoming rotational movement for the purpose of friction surface hardening is communicated to the
Упругий элемент 5, посредством которого диск трения 4 закреплен на валу 7, служит для гашения вибраций, возникающих от погрешности формы диска и копира при их обкатывании и контакте, а также для возможности регулирования усилия прижатия диска трения к обрабатываемой поверхности. Изменение жесткости упругого элемента 5 зависит от степени сжатия фланцев 6, между которыми расположен упругий элемент с диском трения.The
Пример. Обрабатывался винт левый Н41.1016.01.001 винтового насоса ЭВН5-25-1500, который имеет следующие размеры: общая длина - 1282 мм, длина винтовой части - 1208 мм, диаметр поперечного сечения винта - D=27-0,05 мм, эксцентриситет e1=1,65 мм, е=3,3 мм, шаг t=28±0,01 мм, шероховатость Ra=0,4 мкм; винтовая поверхность однозаходная, левого направления; материал - сталь 18ХГТ ГОСТ 4543-74, твердость НВ 207-228, масса - 5,8 кг. Припуск на сторону - 0,25 мм.Example. The left screw H41.1016.01.001 of the screw pump EVN5-25-1500 was processed, which has the following dimensions: total length - 1282 mm, length of the screw part - 1208 mm, cross-section diameter of the screw - D = 27 -0.05 mm, eccentricity e 1 = 1.65 mm, e = 3.3 mm, pitch t = 28 ± 0.01 mm, roughness R a = 0.4 μm; single-helical screw surface, left direction; material - steel 18HGT GOST 4543-74, hardness HB 207-228, weight - 5.8 kg. Side allowance - 0.25 mm.
Обработка проводилась на модернизированном токарно-винторезном станке мод. 16К20, с инструментальной шлифовальной головкой и головкой для фрикционного поверхностного упрочнения, установленными соответственно спереди и сзади заготовки, на поперечном суппорте станка, с абразивным дисковым однониточным кругом типа ПП 200×16×32 ГОСТ 2424-83 44А 8-16 ВМ1-ВМ2 8-12 К. При правке периферийная рабочая поверхность круга спрофилирована торообразно с радиусом RК=5 мм, скорость круга vК=31,42 м/с, nК=3000 об/мин, окружная скорость заготовки - vЗ=15,1 м/мин, nЗ=160 об/мин, продольная подача Sпр=2 мм/об. Копир, изготовленный толщиной lК=28 мм, равной шагу обрабатываемого винта, был установлен на заготовке на цилиндрическую шейку, предусмотренную конструкцией винта, и сбазирован с заготовкой по фаске.Processing was carried out on a modernized mod screw-cutting lathe. 16K20, with a tool grinding head and a head for friction surface hardening, mounted respectively on the front and rear of the workpiece, on the transverse support of the machine, with a single-thread abrasive disk of type PP 200 × 16 × 32 GOST 2424-83 44A 8-16 VM1-VM2 8- 12 K. When editing, the peripheral working surface of the circle is profiled torus with a radius of R K = 5 mm, the speed of the circle is v K = 31.42 m / s, n K = 3000 rpm, the peripheral speed of the workpiece is v З = 15.1 m / min, n W = 160 rpm, longitudinal feed S ol = 2 mm / rev. A copier made with a thickness l K = 28 mm, equal to the pitch of the screw being machined, was mounted on the workpiece on a cylindrical neck provided by the screw structure and was chamfered with the workpiece.
Диск трения для фрикционного поверхностного упрочнения выполнен из титанового сплава ВТ-5 с шириной рабочей поверхности 10 мм, наружным диаметром 200 мм и рабочей поверхности в продольном сечении RФ=5 мм. Частота вращения диска - nФ=3000 мин-1, vФ=31,42 м/с.The friction disk for friction surface hardening is made of VT-5 titanium alloy with a width of the working surface of 10 mm, an outer diameter of 200 mm and a working surface in the longitudinal section R Ф = 5 mm. The disk rotation frequency is n Ф = 3000 min -1 , v Ф = 31.42 m / s.
Давления фрикционного диска и круга на заготовку, создаваемые механизмами поперечной подачи станка, составляли РФ=РУ=0,05...0,1 кН. В зоны обработки подавали СОЖ.The pressure of the friction disk and the circle on the workpiece, created by the mechanisms of the transverse feed of the machine, amounted to R f = R Y = 0.05 ... 0.1 kN. Coolant was supplied to treatment zones.
Требуемая шероховатость и точность винтовой поверхности была достигнута через Тм=7,6 мин (против Тм баз=16,5 мин по базовому варианту при традиционном шлифовании винтов на модернизированном токарном станке 1К62 на АО "Ливгидромаш").The required roughness and accuracy of the helical surface was achieved after T m = 7.6 min (against T m bases = 16.5 min according to the basic version with traditional grinding of screws on the modernized lathe 1K62 at Livhydromash JSC).
Для обеспечения необходимого качества и размерной точности обработки потребовалось основного времени в 2 раза меньше, чем при раздельном шлифовании и фрикционном поверхностном упрочнении.To ensure the required quality and dimensional accuracy of the processing, the main time was 2 times less than with separate grinding and friction surface hardening.
При этом глубина и микротвердость упрочненного слоя (белой зоны) составляла соответственно 0,17...0,19 мм и 8...9 ГПа с постепенным понижением микротвердости по глубине до исходного состояния - 2,3...2,7 ГПа.In this case, the depth and microhardness of the hardened layer (white zone) were 0.17 ... 0.19 mm and 8 ... 9 GPa, respectively, with a gradual decrease in microhardness in depth to the initial state - 2.3 ... 2.7 GPa .
Контроль проводился скобой индикаторной с индикатором ИЧ 10 Б кл. 1 ГОСТ 577-68. Накопленная погрешность между любыми не соседними шагами была не более 0,1 мм, просвет при контроле лекальной линейкой образующих по диаметру выступов - не более 0,07 мм, что допустимо по ТУ.The control was carried out by an indicator bracket with an indicator ICh 10 B cells. 1 GOST 577-68. The cumulative error between any non-adjacent steps was not more than 0.1 mm, the clearance during the control by the straightedge of the protrusions forming in diameter was not more than 0.07 mm, which is permissible according to the technical specifications.
Благодаря применению предлагаемого комбинированного способа фрикционного поверхностного упрочнения совместно с алмазно-абразивной обработкой винтовых поверхностей винтов по копиру и обработанной поверхности расширились технологические возможности, улучшилось качество, повысилась износостойкость и долговечность обрабатываемых заготовок за счет поверхностного упрочнения, повысилась производительность обработки за счет выбора оптимальных режимов обработки, упростилась правка, снизилась трудоемкость настройки и уменьшился расход абразива.Thanks to the application of the proposed combined method of frictional surface hardening together with diamond abrasive machining of screw surfaces of screws by copy and machined surface, technological capabilities have expanded, quality has improved, wear resistance and durability of the processed workpieces due to surface hardening have increased, machining productivity has increased due to the selection of optimal processing modes, editing was simplified, the complexity of the settings decreased, and the flow rate decreased Dr. abrasive.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005116358/02A RU2288828C1 (en) | 2005-05-30 | 2005-05-30 | Combination diamond-abrasive working method at friction surface hardening of screws along former |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005116358/02A RU2288828C1 (en) | 2005-05-30 | 2005-05-30 | Combination diamond-abrasive working method at friction surface hardening of screws along former |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2288828C1 true RU2288828C1 (en) | 2006-12-10 |
Family
ID=37665557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005116358/02A RU2288828C1 (en) | 2005-05-30 | 2005-05-30 | Combination diamond-abrasive working method at friction surface hardening of screws along former |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2288828C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107297625A (en) * | 2017-06-20 | 2017-10-27 | 陈壮壮 | A kind of wire-electrode cutting device with grinding process |
CN118237904A (en) * | 2024-05-30 | 2024-06-25 | 扬州大发螺丝有限公司 | Device and process for preparing high-wear-resistance bolt for wind driven generator blade |
-
2005
- 2005-05-30 RU RU2005116358/02A patent/RU2288828C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Справочник технолога-машиностроителя. Ред. Косилова А.Г., 4-е изд. - М.: Машиностроение, т.1, 1986, с.232, рис.17б. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107297625A (en) * | 2017-06-20 | 2017-10-27 | 陈壮壮 | A kind of wire-electrode cutting device with grinding process |
CN107297625B (en) * | 2017-06-20 | 2019-11-08 | 泰州市江南机械制造有限公司 | A kind of wire-electrode cutting device with grinding process |
CN118237904A (en) * | 2024-05-30 | 2024-06-25 | 扬州大发螺丝有限公司 | Device and process for preparing high-wear-resistance bolt for wind driven generator blade |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2005501749A (en) | Steel cutting method for rotationally symmetric surfaces without twisting | |
JP2008302475A (en) | Wheel spindle device in grinder | |
RU2288828C1 (en) | Combination diamond-abrasive working method at friction surface hardening of screws along former | |
US4697387A (en) | Device for grinding tooth profiles of a rotating toothed workpiece | |
RU2288829C1 (en) | Screw combination working along former apparatus | |
RU2288816C1 (en) | Screws diamond-abrasive working with use of former | |
RU2283734C1 (en) | Method for diamond-abrasive processing of screws using a master form | |
JPH0839404A (en) | Internal grinding method of deep hole for work | |
RU2176179C2 (en) | Method of grinding screws with unifilar grinding wheel | |
KR101092924B1 (en) | Honing tool | |
RU2290294C1 (en) | Apparatus for friction surface hardening of screws | |
RU2268134C1 (en) | Floating apparatus for rolling-out non-rigid screws | |
RU2201331C2 (en) | Flexible embracing abrasive tool for working eccentric shafts and screws | |
RU2288832C1 (en) | Screw friction surface hardening method | |
RU2275289C1 (en) | Method of surface plastic deformation of embracing rings | |
RU2268135C1 (en) | Non-rigid screw rolling-out method | |
RU2204471C2 (en) | Method for abrasive working of grooves and other surfaces | |
RU2146602C1 (en) | Grinding wheel | |
RU2165340C1 (en) | Method for grinding screws by means of multistrand grinding wheel | |
RU2334595C1 (en) | Device for orbital pin milling of screws | |
RU2306216C1 (en) | Strengthening method | |
RU2211130C1 (en) | Way of finishing abrasive machining of outer elliptical surfaces | |
RU2371300C1 (en) | Device for rolling with adjustable load | |
RU2211133C1 (en) | Head to grind elliptical surfaces of shafts | |
RU2306217C1 (en) | Spring tool for strengthening |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070531 |