RU2351456C1 - Superfinishing method of screws - Google Patents
Superfinishing method of screws Download PDFInfo
- Publication number
- RU2351456C1 RU2351456C1 RU2007134782/02A RU2007134782A RU2351456C1 RU 2351456 C1 RU2351456 C1 RU 2351456C1 RU 2007134782/02 A RU2007134782/02 A RU 2007134782/02A RU 2007134782 A RU2007134782 A RU 2007134782A RU 2351456 C1 RU2351456 C1 RU 2351456C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bars
- grooves
- plates
- frames
- diamond
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к отделочной алмазно-абразивной обработки суперфинишированием заготовок винтов и др. деталей типа валов из сталей и сплавов многоэлементными алмазно-абразивными инструментами.The invention relates to mechanical engineering technology, in particular to finishing diamond abrasive processing by superfinishing screw blanks and other parts such as shafts of steel and alloys with multi-element diamond abrasive tools.
Известен способ суперфиниширования с использованием державки, состоящей из рамки и шарнирно установленного в ней корпуса с алмазно-абразивными брусками, допускающий самоустановку брусков по обрабатываемой поверхности заготовки путем качания корпуса относительно поперечной оси, при этом качание ограничивается регулировочной гайкой [1].A known method of superfinishing using a holder consisting of a frame and a pivotally mounted housing with diamond-abrasive bars, allowing self-installation of bars on the workpiece’s work surface by swinging the housing relative to the transverse axis, while the swing is limited by the adjusting nut [1].
Недостатками известного способа являются низкая производительность применительно к алмазно-абразивному суперфинишированию винтов и др. деталей типа валов большой длины из-за малого пятна контакта алмазно-абразивосодержащих элементов с обрабатываемой поверхностью, а также низкое качество обработки.The disadvantages of this method are the low productivity in relation to diamond-abrasive superfinishing of screws and other parts such as shafts of large length due to the small contact patch of diamond-abrasive-containing elements with the treated surface, as well as low processing quality.
Задачей изобретения является расширение технологических возможностей, заключающихся в улучшении параметра шероховатости обработанной поверхности благодаря действиям большого количества алмазно-абразивных элементов, в повышении производительности за счет увеличения пятна контакта этих элементов с обрабатываемой поверхностью и возможности применения больших подач и регулирования рабочих усилий, в снижении себестоимости процесса и удешевлении изготовления инструмента благодаря компактности и простоте конструкции, а также в отказе от дорогостоящего специального оборудования и возможности обрабатывать сложнофасонные тела вращения на универсальном оборудовании.The objective of the invention is the expansion of technological capabilities, which consists in improving the roughness parameter of the processed surface due to the actions of a large number of diamond-abrasive elements, in increasing productivity by increasing the contact spot of these elements with the treated surface and the possibility of using large feeds and adjusting working forces, in reducing the cost of the process and cheaper tool manufacturing due to compactness and simplicity of design, as well as in failure e from expensive special equipment and the ability to process complex shaped bodies of revolution on universal equipment.
Поставленная задача решается предлагаемым способом суперфиниширования винтов, включающим сообщение заготовке вращения, а устройству, содержащему корпус, рамки и державки с алмазно-абразивными брусками, колебательного (осциллирующего) движения, продольных подач алмазно-абразивных брусков, постоянной силы прижатия брусков к заготовке и малого давления в зоне обработки, отличающимся тем, что корпус имеет коробчатую форму, внутри которого в пазах расположены рамки, несущие в своих пазах с возможностью радиального перемещения пластины с жестко закрепленными осями, на которые установлены пружины, позволяющие оказывать давление рамки на пластины, кроме того, пластины содержат штыри, на которых подвижно с помощью пазов установлены державки с возможностью возвратно-поступательного поперечного перемещения, перпендикулярного радиальному перемещению пластины, при этом на корпусе в кронштейнах смонтирован вал с кулачками и рукояткой, необходимыми для вывода рамок с брусками из зоны обработки.The problem is solved by the proposed method of superfinishing screws, including a message to the rotation of the workpiece, and a device containing a body, frames and holders with diamond abrasive bars, oscillating (oscillating) movement, longitudinal feeds of diamond abrasive bars, constant pressure of the bars against the workpiece and low pressure in the processing zone, characterized in that the casing has a box-like shape, inside of which in the grooves there are frames bearing in their grooves with the possibility of radial movement of the plate with with fixed axes, on which springs are installed, which allow applying pressure of the frame to the plates, in addition, the plates contain pins on which holders are mounted movably with the help of grooves with the possibility of reciprocating transverse movement perpendicular to the radial movement of the plate, while on the case in brackets mounted shaft with cams and a handle necessary for the withdrawal of frames with bars from the treatment area.
Особенности обработки предлагаемым способом поясняются чертежами.Features of the processing of the proposed method are illustrated by drawings.
На фиг.1 показана схема предлагаемого процесса суперфиниширования наружной винтовой поверхности винта винтового насоса на токарном станке и устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг.2 - поперечное сечение А-А на фиг. 1; на фиг.3 - вид Б на фиг. 1; на фиг.4 - сечение В-В на фиг.2; на фиг.5 - элемент Г на фиг.1.Figure 1 shows a diagram of the proposed process of superfinishing the outer screw surface of the screw pump screw on a lathe and a device that implements the proposed method; figure 2 is a cross section aa in fig. one; in Fig.3 - view B in Fig. one; figure 4 is a section bb in figure 2; figure 5 - element G in figure 1.
Предлагаемый способ служит для алмазно-абразивной обработки суперфинишированием наружных поверхностей вращения заготовок типа валов и винтов с большим шагом, например винтов винтовых насосов, а также эксцентриковых валов и др. сложнопрофильных деталей.The proposed method is used for diamond-abrasive machining by superfinishing the external surfaces of rotation of workpieces such as shafts and screws with a large pitch, for example, screw pumps, screw shafts, and also eccentric shafts and other complex parts.
Обработку выполняют на токарных, карусельных станках с сообщением вращательного движения заготовке - Vз, а устройству с инструментом - движение продольной подачи Sпр, колебательное (осциллирующее) движение Sо с постоянной силой прижатия брусков к заготовке и малом давлении Рmin в зоне обработки.The processing is performed on turning, rotary machines with a message about the rotational movement of the workpiece - V s , and for the device with the tool - the movement of the longitudinal feed S ol , oscillatory (oscillating) movement S о with constant pressure of the bars against the workpiece and low pressure P min in the processing zone.
Предлагаемый способ суперфинишной отделочной обработки реализуется устройством, которое содержит алмазно-абразивные бруски 1, воздействующие на заготовку винта 2, корпус 3, имеющий коробчатую форму, внутри которого в пазах расположены рамки 4. На рамках 4 жестко закреплены кронштейны 5, образующие пазы, в которых свободно с возможностью радиального перемещения расположены пластины 6. На полочках пластин 6 жестко закреплены оси 7, на которых установлены цилиндрические винтовые пружины сжатия 8. Пружины 8 оказывают постоянное рабочее давление Рmin на инструмент. Помимо этого на пластинах 6 смонтированы штыри 9, на которых установлены державки 10 с алмазно-абразивными брусками 1. В державках 10 изготовлены пазы 11, предназначенные для расположения в них штырей 9 и благодаря которым бруски 1 имеют возможность возвратно-поступательного поперечного перемещения, перпендикулярного радиальному перемещению пластины 6. Таким образом, имея возможность перемещаться в поперечной плоскости в двух взаимно перпендикулярных направлениях, бруски легко самоустанавливаютя на обрабатываемой винтовой поверхности.The proposed method of superfinishing processing is implemented by a device that contains diamond-
Для более интенсивной обработки устройство оснащают большим количеством брусков, причем ширина BБ брусков выбирается максимальной и находится в пределах DЗ>BБ>ОЗ/2, где DЗ - диаметр обрабатываемой заготовки; а толщина h брусков принимается минимальной. Рабочая поверхность новых брусков в поперечной плоскости заправляется по форме заготовки в поперечной плоскости, а конфигурация рабочей поверхности и радиус R (см. фиг.5) брусков в продольной плоскости формируется самозатачиванием и зависит от конфигурации впадины заготовки винта в продольном сечении. По мере износа брусков режущие свойства и конфигурация рабочей поверхности обеспечиваются самозатачиванием.For more intensive processing, the device is equipped with a large number of bars, and the width B B of the bars is selected as maximum and is in the range D З > B B > О З / 2, where D З - diameter of the workpiece; and the thickness h of the bars is assumed to be minimal. The working surface of the new bars in the transverse plane is filled according to the shape of the workpiece in the transverse plane, and the configuration of the working surface and the radius R (see Fig. 5) of the bars in the longitudinal plane is formed by self-sharpening and depends on the configuration of the cavity of the screw blank in the longitudinal section. As the bars wear out, the cutting properties and the configuration of the working surface are ensured by self-sharpening.
Для ввода брусков в зону обработки и вывода их по окончании обработки на корпусе 3 в кронштейнах 12 смонтирован вал 13 с кулачками 14 и рукояткой 15. При повороте рукоятки 15 по часовой стрелке, как показано на фиг.2, кулачок 14 входит в паз 16, изготовленный в рамке 4, и поднимает последнею, выводя бруски из зоны обработки.To enter the bars into the treatment zone and withdraw them after processing on the
Предлагаемый способ может быть осуществлен, например, на токарном станке, при этом устройство, реализующее способ, закрепляется на суппорте на кронштейнах (не показаны) так, что бруски находятся над заготовкой. Обрабатываемая заготовка, например винт 2, закрепляется в патроне 17 шпинделя 18 передней бабки 19 и поджимается центром 20 задней бабки 21.The proposed method can be carried out, for example, on a lathe, while the device that implements the method is mounted on a support on brackets (not shown) so that the bars are above the workpiece. The workpiece, for
После того, как заготовка винта 2 закреплена в патроне 17, ее поджимают задним центром 20 и включают главное движение - вращение VЗ. Далее вводят в контакт с заготовкой суперфинишное устройство и прижимают алмазно-абразивные бруски с необходимым усилием Рmin.After the workpiece of the
Устройству дают движение продольной подачи Sпр и колебательное (осциллирующее) движение - Sо. Обработку ведут с постоянной силой прижатия брусков к заготовке и малом давлении Рmin в зоне обработки.The device is given a longitudinal feed motion S ol and an oscillatory (oscillating) motion — S о . Processing is carried out with a constant force of pressure of the bars to the workpiece and low pressure P min in the processing zone.
В процессе работы с включением продольной подачи Sпр и колебательного движения Sо алмазно-абразивные бруски своими рабочими поверхностями вступают в контакт с обрабатываемой заготовкой и осуществляют шлифование. Обработка происходит без существенного изменения размеров и макрогеометрии поверхности. По мере снятия вершин гребешков увеличивается контактная поверхность, уменьшается давление брусков, стружка заполняет поры брусков, режущая способность брусков снижается, процесс обработки прекращается.In the process of turning on the longitudinal feed S ol and the oscillatory motion S on the diamond-abrasive bars with their working surfaces come into contact with the workpiece and carry out grinding. Processing occurs without a significant change in the size and macrogeometry of the surface. As the tops of the scallops are removed, the contact surface increases, the pressure of the bars decreases, the chips fill the pores of the bars, the cutting ability of the bars decreases, the processing stops.
В начальный период обработки следующей заготовки алмазно-абразивные бруски, соприкасаясь с шероховатой поверхностью, самозатачиваются и восстанавливают режущие свойства.In the initial period of processing the next workpiece, diamond-abrasive bars, in contact with a rough surface, self-sharpen and restore cutting properties.
Суперфиниширование предлагаемым способом снижает шероховатость поверхности до Ra=0,012… 0,1 мкм, увеличивает опорную поверхность с 20…30 до 80…90%, удаляет дефектный поверхностный слой.Superfinishing by the proposed method reduces the surface roughness to Ra = 0.012 ... 0.1 μm, increases the supporting surface from 20 ... 30 to 80 ... 90%, removes the defective surface layer.
Припуск на сторону на 10…20% должен превышать высоту неровности поверхности, чтобы не оставалось следов предыдущей обработки после суперфиниширования. При обработке деталей из чугуна, цветных металлов и незакаленной стали применяют инструмент из карбида кремния; бруски из электрокорунда используют для суперфиниширования деталей из закаленных сталей.The allowance on the side by 10 ... 20% should exceed the height of the surface roughness so that there are no traces of the previous treatment after superfinishing. When machining parts from cast iron, non-ferrous metals and non-hardened steel, a tool made of silicon carbide is used; electrocorundum bars are used for superfinishing parts of hardened steels.
Скорость колебательного движения Sо ограничивается возникающими инерционными силами при реверсировании и обычно не превышает 5…7 м/мин при амплитуде колебаний до 6 мм; K=VЗ/Sо. С уменьшением K более полно восстанавливается режущая способность брусков и увеличивается интенсивность съема металла, но возрастает параметр шероховатости поверхности. Поэтому целесообразно вести обработку с переменным значением K, которое регулируется изменением скорости вращательного движения: в начале цикла принимают VЗ=(2…4)S0, а в конце цикла VЗ=(8…16)S0. Для мягких материалов и шероховатой поверхности значение K больше, для твердых материалов - меньше.The speed of the oscillatory motion S о is limited by the arising inertial forces during reversal and usually does not exceed 5 ... 7 m / min with an oscillation amplitude of up to 6 mm; K = V W / S about . With a decrease in K, the cutting ability of the bars is more fully restored and the metal removal rate increases, but the surface roughness parameter increases. Therefore, it is advisable to conduct processing with a variable value of K, which is governed by a change in the speed of rotational motion: at the beginning of the cycle, V 3 = (2 ... 4) S 0 , and at the end of the cycle V 3 = (8 ... 16) S 0 . For soft materials and rough surfaces, the K value is greater, for hard materials - less.
Давление брусков на обрабатываемую поверхность определяет интенсивность протекания процесса. При суперфинишировании применяют низкие давления. Чистовую обработку выполняют при минимальном давлении: 0,1…0,3 МПа для деталей из стали, 0,1…0,2 МПа для деталей из чугуна, 0,05…0,1 МПа для деталей из цветных металлов.The pressure of the bars on the treated surface determines the intensity of the process. Superfinishing uses low pressures. Finishing is performed at a minimum pressure: 0.1 ... 0.3 MPa for parts made of steel, 0.1 ... 0.2 MPa for parts made of cast iron, 0.05 ... 0.1 MPa for parts made of non-ferrous metals.
Состав рабочей жидкости влияет на качество обработанных поверхностей. С увеличением вязкости рабочей смеси режущее действие брусков уменьшается и притупление наступает быстрее. Наилучшей рабочей жидкостью следует считать смесь керосина (80…90%) с веретенным или турбинным маслом (10…20%).The composition of the working fluid affects the quality of the treated surfaces. With increasing viscosity of the working mixture, the cutting action of the bars decreases and blunting occurs faster. The best working fluid should be considered a mixture of kerosene (80 ... 90%) with spindle or turbine oil (10 ... 20%).
Пример. Обрабатывался винт левый Н41.1016.01.001 винтового насоса ЭВН5-25-1500 (см. фиг.1), который имел следующие размеры: общая длина 1282 мм, длина винтовой части 1208 мм, диаметр поперечного сечения винта ⌀27-0,05 мм, эксцентриситет e1=l,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. Шероховатость, полученная на предыдущей операции Ra=1,6 мкм. Припуск на сторону - 10…20 мкм. Обработка проводилась на токарно-винторезном станке мод. 16К20 с помощью разработанного устройства для суперфиниширования винтов с брусками, имеющими характеристику: материал зерна 63 С, зернистость 8…6, твердость С2…СТ2. Устройство закреплялось на суппорте станка. Смазочно-охлаждающая жидкость - смесь керосина (80…90%) с турбинным маслом (10…20%).Example. The screw left H41.1016.01.001 of the screw pump EVN5-25-1500 (see figure 1) was processed, which had the following dimensions: total length 1282 mm, length of the screw part 1208 mm, screw cross-section diameter ⌀27 -0.05 mm , eccentricity e 1 = l, 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. The roughness obtained in the previous operation R a = 1.6 μm. The allowance on the side is 10 ... 20 microns. Processing was carried out on a mod screw-cutting machine. 16K20 using the developed device for superfinishing screws with bars having the characteristic: grain material 63 C,
Окружная скорость заготовки в начале цикла - VЗ=10,6 м/мин (0,176 м/с), nЗ=125 об/мин и в конце цикла - VЗ=106 м/мин (1,76 м/с), nЗ=1250 об/мин, скорость колебательного движения So=5 м/мин. Обработку выполняли при минимальном давлении Рmin 0,1…0,3 МПа; требуемая шероховатость и точность винтовой поверхности была достигнута через Тм=5,8 мин (против Тм баз=46,5 мин по базовому варианту при традиционном шлифовании с помощью шлифовальной головки, с последующим полированием алмазной лентой на токарном станке 1К62 на АО "Ливгидромаш"). 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 peripheral speed of the workpiece at the beginning of the cycle is V З = 10.6 m / min (0.176 m / s), n З = 125 rpm and at the end of the cycle - V З = 106 m / min (1.76 m / s) , n З = 1250 rpm, the speed of the oscillatory motion S o = 5 m / min. Processing was performed at a minimum pressure P min 0.1 ... 0.3 MPa; the required roughness and accuracy of the helical surface was achieved after T m = 5.8 min (against T m bases = 46.5 min according to the basic version with traditional grinding using a grinding head, followed by polishing with a diamond strip on a 1K62 lathe at Livhydromash JSC "). 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 when controlling the straightedge of the protrusions forming in diameter was not more than 0.07 mm, which is permissible according to the technical specifications.
Предлагаемый способ расширяет технологические возможности процесса алмазно-абразивной обработки, повышает параметр шероховатости обработанной поверхности, повышает производительность за счет увеличения количества алмазно-абразивных элементов, а также снижает себестоимость процесса и сокращает расходы на изготовление оснастки.The proposed method extends the technological capabilities of the process of diamond abrasive processing, increases the roughness parameter of the processed surface, increases productivity by increasing the number of diamond abrasive elements, and also reduces the cost of the process and reduces the cost of manufacturing tooling.
Источники информации, принятые во вниманиеSources of information taken into account
1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1 / Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. С.437…440, рис.292 - прототип.1. Reference technologist-machine builder. In 2 vols. T.1 / Ed. A.G. Kosilova and R.K. Meshcheryakova. - 4th ed., Revised. and add. - M.: Mechanical Engineering, 1986. P.437 ... 440, Fig. 292 - prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007134782/02A RU2351456C1 (en) | 2007-09-18 | 2007-09-18 | Superfinishing method of screws |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007134782/02A RU2351456C1 (en) | 2007-09-18 | 2007-09-18 | Superfinishing method of screws |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2351456C1 true RU2351456C1 (en) | 2009-04-10 |
Family
ID=41014842
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007134782/02A RU2351456C1 (en) | 2007-09-18 | 2007-09-18 | Superfinishing method of screws |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2351456C1 (en) |
-
2007
- 2007-09-18 RU RU2007134782/02A patent/RU2351456C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Справочник технолога-машиностроителя. / Под ред. А.Г. Косиловой и др., т.1. - M.: Машиностроение, 1986, с.437-440, рис.292. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20140223707A1 (en) | Method and device for finishing work pieces | |
US20140223708A1 (en) | Method and device for finishing work pieces | |
RU2359802C2 (en) | Processing method of revolving parts | |
US20150113778A1 (en) | Method and device for finishing work pieces | |
JP2008023596A (en) | Method for processing minute concave portion | |
KR20070085462A (en) | Method for machining shaft bearing seats | |
RU2351456C1 (en) | Superfinishing method of screws | |
RU2351455C1 (en) | Facility for screws superfinishing | |
JP2008137094A (en) | Grinding method for workpiece such as material for long drill | |
CN113894694A (en) | Cylindrical honing tool | |
JP2005169530A (en) | Grinding machine and grinding method | |
RU2325258C2 (en) | Abrasive-diamond spring tool | |
RU2371300C1 (en) | Device for rolling with adjustable load | |
RU2297317C1 (en) | Method of the multi-component shafts rolling | |
JP2006075925A (en) | Method of machining inner peripheral surface of circular hole | |
RU2211130C1 (en) | Way of finishing abrasive machining of outer elliptical surfaces | |
RU2371301C1 (en) | Method of rolling with controlled load | |
US20210078090A1 (en) | Method for grinding a bevel gear | |
RU2211133C1 (en) | Head to grind elliptical surfaces of shafts | |
RU2211134C1 (en) | Self-centering head to grind elliptical surfaces of shafts | |
RU2349444C1 (en) | Device for burnishing of screws | |
RU2349443C1 (en) | Device for burnishing of screws | |
RU2312758C1 (en) | Finish strengthening method by means of spring tool | |
RU2334591C1 (en) | Device for combined pin turning processing of screws | |
RU2334596C1 (en) | Method of orbital pin cutting of screws |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090919 |