RU2378101C1

RU2378101C1 - Method of oscillatory round outer grinding with spark-out and longitudinal feed of table

Info

Publication number: RU2378101C1
Application number: RU2008117791/02A
Authority: RU
Inventors: Евгений Алексеевич Карев (RU); Евгений Алексеевич Карев; Евгений Александрович Паульс (RU); Евгений Александрович Паульс; Игорь Николаевич Тулисов (RU); Игорь Николаевич Тулисов; Алексей Иванович Полукаров (RU); Алексей Иванович Полукаров
Priority date: 2008-05-04
Filing date: 2008-05-04
Publication date: 2010-01-10
Also published as: RU2008117791A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to abrasive processing and can be used for finishing of workpieces in round outer grinding. Workpiece is clamped in axially travelling centres. Workpiece and abrasive wheel are revolved. Workpiece and table are continuously fed in lengthwise direction. Abrasive wheel is continuously and radially fed during single or double stroke of table with workpiece. In spark-out, workpiece is driven into axial oscillatory motion with amplitude of magnitude selected depending upon abrasive wheel grain size.

EFFECT: higher quality of processing.

1 dwg

Description

Изобретение относится к металлообрабатывающей промышленности, а более конкретно к финишной обработке заготовок при круглом наружном шлифовании.The invention relates to the metalworking industry, and more particularly to the finishing of workpieces with round external grinding.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в обеспечении повышения качества обработки заготовок при круглом наружном шлифовании с продольной подачей стола.The invention is aimed at solving the problem, which is to provide improved quality of workpieces during round external grinding with longitudinal table feed.

Известен способ управления круглым шлифованием с продольной подачей стола при работе в цикле, содержащем этапы врезания, чернового съема, чистового съема и выхаживания, включающий изменение значения скорости съема припуска и соответствующее изменение скорости врезной подачи (см. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. T.1/Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. 387 с.), причем на этапе врезания обработку осуществляют с постоянной ускоренной поперечной подачей вызывающей непрерывное увеличение глубины срезаемого слоя в результате нарастания упругого натяга в технологической системе. При достижении заданного максимального значения глубины срезаемого слоя поперечную подачу круга замедляют. Начинается этап чернового съема, при котором удаляется до 60-70% общего припуска. Перед началом этапа чистового съема поперечная подача круга снова снижается, и съем металла протекает при непрерывно уменьшающейся глубине срезаемого слоя. На этапе выхаживания поперечная подача круга прекращается, глубина срезаемого слоя быстро уменьшается, достигая минимального значения. Необходимо отметить и то, что врезная подача осуществляется периодически, на каждый двойной ход заготовки.A known method of controlling circular grinding with a longitudinal feed table when working in a cycle containing the steps of cutting, roughing, finishing and nursing, including changing the value of the stock removal rate and the corresponding change in the speed of the mortise feed (see. Manual technologist-machine builder. In 2 T. T.1 / Under the editorship of A.G. Kosilova and R.K. Meshcheryakov. - 4th ed., revised and enlarged. - M.: Mashinostroenie, 1985. 387 p.), and at the embedding stage processing is carried out with constant accelerated lateral feed causing continuous increase ix depth layer cut as a result of increase of an elastic preload in the process system. When the specified maximum value of the depth of the cut layer is reached, the lateral feed of the circle is slowed. The stage of rough removal begins, at which up to 60-70% of the total allowance is removed. Before the start of the finishing removal step, the lateral feed of the circle again decreases, and the removal of metal proceeds with a continuously decreasing depth of the cut layer. At the stage of nursing, the lateral feed of the circle stops, the depth of the cut layer quickly decreases, reaching a minimum value. It should be noted that the mortise feed is carried out periodically, for each double stroke of the workpiece.

К недостаткам этого способа относятся: во-первых, обработку ведут в жестких неподвижных центрах, поэтому обеспечивается недостаточно высокое качество обработки; во-вторых, из-за преждевременного засаливания шлифовального круга при максимальной скорости съема припуска снижается период стойкости инструмента, в результате чего падает производительность и качество обработки на этапе выхаживания.The disadvantages of this method include: firstly, the processing is carried out in rigid fixed centers, therefore, not enough high quality processing; secondly, due to premature greasing of the grinding wheel at the maximum allowance removal rate, the tool life period decreases, as a result of which the productivity and quality of processing at the nursing stage decreases.

Известен также способ круглого наружного шлифования с продольной подачей стола с выхаживанием (см., например, книгу Ковшов А.Н. Технология машиностроения. Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. - М.: Машиностроение, 1987, с.158). К недостаткам этого способа относится невысокие качество и производительность обработки.There is also known a method of circular external grinding with longitudinal table feeding with nursing (see, for example, the book A. N. Kovshov. Engineering technology. A textbook for students of engineering specialties of universities. - M .: Engineering, 1987, p. 158). The disadvantages of this method include the low quality and processing performance.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является выбранный в качестве прототипа способ осциллирующего продольного шлифования, при котором шлифовальному кругу сообщается дополнительное осевое осциллирующее движение с небольшой амплитудой до 3 мм, а снятие припуска осуществляется при продольной подаче стола и периодической врезной подаче круга (см., например, книгу Ковшов А.Н. Технология машиностроения. Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. - М.: Машиностроение, 1987, с.158-159).The closest in technical essence and the achieved result is a method of oscillating longitudinal grinding selected as a prototype, in which an additional axial oscillating movement with a small amplitude of up to 3 mm is communicated to the grinding wheel, and removal of the allowance is carried out with longitudinal table feed and periodic cut-in wheel feed (see , for example, the book A. N. Kovshov. Technology of mechanical engineering. A textbook for students of engineering specialties of universities. - M .: Mechanical Engineering, 1987, p. 158-159).

К недостаткам этого способа можно отнести следующее. Во-первых, осевые осциллирующие движения при таком шлифовании обеспечивают с помощью шлифовальной бабки, в результате чего усиливаются колебания технологической системы из-за больших масс и инерционности системы, поэтому снижается точность обрабатываемых заготовок. Во-вторых, осевые осциллирующие движения осуществляются при амплитудах, значительно превышающих зернистость круга, поэтому шероховатость снижается незначительно, а в большинстве случаев даже возрастает.The disadvantages of this method include the following. Firstly, axial oscillating movements during such grinding are provided with the help of a grinding head, as a result of which the oscillations of the technological system are amplified due to the large masses and inertia of the system, therefore the accuracy of the workpieces being reduced. Secondly, axial oscillating movements are carried out at amplitudes significantly exceeding the granularity of the circle; therefore, the roughness decreases slightly, and in most cases even increases.

Техническая задача изобретения заключается в обеспечении повышения качества обработки заготовок при круглом наружном шлифовании с продольной подачей стола.The technical task of the invention is to provide improved quality workpieces during round external grinding with longitudinal table feed.

Для решения поставленной задачи предлагается способ осциллирующего круглого наружного шлифования с выхаживанием и с продольной подачей стола, включающий вращения заготовки и шлифовального круга в условиях осевых осциллирующих движений, непрерывную подачу заготовки со столом и периодическую подачу шлифовального круга в радиальном направлении на одинарный или двойной ход стола с заготовкой, отличающийся тем, что заготовку закрепляют в подвижных в осевом направлении центрах, а осевые осциллирующие движения накладывают на заготовку в течение этапа выхаживания, величину амплитуды которых выбирают в пределах зернистости шлифовального круга.To solve this problem, a method of oscillating circular external grinding with nursing and longitudinal feed of the table is proposed, including rotation of the workpiece and grinding wheel under conditions of axial oscillating movements, continuous feeding of the workpiece with the table and periodic feeding of the grinding wheel in the radial direction to a single or double table stroke with a workpiece, characterized in that the workpiece is fixed in axially movable centers, and axial oscillating movements are superimposed on the workpiece in echenie sparking phase, amplitude value which is selected within the grain of the grinding wheel.

У прототипа и заявляемого изобретения имеются следующие сходные существенные признаки: круглое наружное шлифование с продольной подачей стола осуществляется при вращательных движениях шлифовального круга и заготовки по одному и тому же циклу (врезание, черновая подача, чистовая подача, выхаживание); радиальная подача шлифовального круга осуществляется периодически, на одинарный или двойной ход заготовки; шлифование проводится в условиях осевых осциллирующих движений.The prototype and the claimed invention have the following similar essential features: round external grinding with longitudinal table feed is carried out with rotational movements of the grinding wheel and the workpiece in the same cycle (plunge, rough feed, final feed, nursing); the radial feed of the grinding wheel is carried out periodically, on a single or double stroke of the workpiece; grinding is carried out in the conditions of axial oscillating movements.

По отношению к прототипу у заявляемого изобретения имеются следующие отличительные признаки: осевые осциллирующие движения накладываются на заготовку, а не на шлифовальный круг, причем только на этапе выхаживания; центры в отличие от традиционного круглого наружного шлифования с продольной подачей стола не жесткие, а подвижные (плавающие) в осевом направлении; амплитуда колебаний находится в пределах зернистости круга.In relation to the prototype, the claimed invention has the following distinctive features: axial oscillating movements are superimposed on the workpiece, and not on the grinding wheel, and only at the stage of nursing; centers, in contrast to the traditional circular external grinding with longitudinal table feed, are not rigid, but movable (floating) in the axial direction; the oscillation amplitude is within the granularity of the circle.

На чертеже изображено устройство для реализации способа, состоящее из задней и передней бабок шлифовального станка, шлифовального круга, обрабатываемой заготовки, переднего и заднего центров, привода для создания колебаний, поводка (не показан).The drawing shows a device for implementing the method, consisting of a back and front headstock of a grinding machine, a grinding wheel, a workpiece, front and rear centers, a drive for creating vibrations, a leash (not shown).

Установка работает следующим образом. Заготовка закрепляется в центрах, каждый из которых состоит из неподвижного корпуса 1, плавающего центра 2, пружины 3, разжимного кольца 4, винта 5. Благодаря наличию плавающих центров 2 и пружин 3 заготовка имеет возможность осциллировать в осевом направлении со скоростью V_oc с амплитудой в пределах зернистости круга с помощью привода, состоящего из кронштейна 6, толкателя 7 и механизма возмущения колебаний 8 (например, механического, электромагнитного и др.). При подводе шлифовального круга к заготовке с врезной подачей в радиальном направлении t_p все зазоры в центрах выбираются, и образуется натяг в технологической системе, который частично выбирается на обратном ходе стола с заготовкой и окончательно на конечном этапе цикла шлифования. Причем после выборки небольших зазоров в центрах ось центров смещается и шлифование осуществляется на этой неподвижной оси.Installation works as follows. The workpiece is fixed in the centers, each of which consists of a fixed body 1, a floating center 2, a spring 3, an expansion ring 4, a screw 5. Due to the presence of floating centers 2 and springs 3, the workpiece is able to oscillate in the axial direction with a speed V _oc with an amplitude of within the granularity of the circle using a drive consisting of an arm 6, a pusher 7 and a vibration disturbance mechanism 8 (for example, mechanical, electromagnetic, etc.). When the grinding wheel is fed to the workpiece with a plunge cut in the radial direction t _p, all the gaps in the centers are selected, and an interference is formed in the technological system, which is partially selected at the reverse of the table with the workpiece and finally at the final stage of the grinding cycle. Moreover, after sampling small gaps in the centers, the axis of the centers is shifted and grinding is carried out on this fixed axis.

К преимуществам предлагаемого способа можно отнести следующее: во-первых, осевая осцилляция заготовки на этапе выхаживания позволяет снизить шероховатость обрабатываемой поверхности заготовки на 30-50% (при одной и той же производительности) по сравнению с шлифованием этой заготовки в жестких центрах с выхаживанием; во-вторых, осевые осциллирующие движения заготовок осуществляются при малых массах системы в отличие от осцилляции, например, шлифовального круга или стола с заготовкой, поэтому потребуются простые устройства для осцилляции, и, кроме того, будут меньшие вибрации и инерционность технологической системы и стоимость устройств; в-третьих, при традиционном врезном шлифовании заготовка зажимается в левом неподвижном центре и в правом подпружиненном подвижном центре, поэтому при образовании натяга в системе зазоры выбираются лишь в заднем центре. А при использовании плавающих центров ось центров смещается параллельно оси шлифовального круга, следовательно, натяг выбирается и в переднем и в заднем центрах, что исключает образование конусности заготовки. В-пятых, амплитуда колебаний с целью перекрытия рисок от зерен круга должна быть в пределах зернистости круга, но не кратной ей. Таким образом, в целом эффективность предлагаемого способа будет выше, чем при использовании существующих методов, что подтверждено экспериментально.The advantages of the proposed method include the following: firstly, the axial oscillation of the workpiece at the nursing stage allows to reduce the roughness of the workpiece surface being machined by 30-50% (at the same productivity) compared to grinding this workpiece in hard centers with nursing; secondly, the axial oscillating movements of the workpieces are carried out at low masses of the system, in contrast to oscillations, for example, of a grinding wheel or a table with a workpiece, therefore, simple devices for oscillation will be required, and, in addition, there will be less vibration and inertia of the technological system and the cost of the devices; thirdly, with traditional mortise grinding, the workpiece is clamped in the left stationary center and in the right spring-loaded movable center, therefore, when an interference is formed in the system, gaps are selected only in the rear center. And when using floating centers, the axis of the centers is shifted parallel to the axis of the grinding wheel, therefore, the interference is selected in the front and rear centers, which eliminates the formation of the taper of the workpiece. Fifth, the amplitude of vibrations in order to overlap the notches from the grains of the circle should be within the graininess of the circle, but not a multiple of it. Thus, in general, the effectiveness of the proposed method will be higher than when using existing methods, which is confirmed experimentally.

Claims

A method of oscillating circular external grinding with nursing and longitudinal feed of the table, including rotation of the workpiece and the grinding wheel under conditions of axial oscillating movements, continuous longitudinal feed of the workpiece with the table and periodic feed of the grinding wheel in the radial direction to a single or double stroke of the table with the workpiece, characterized in that the workpiece is fixed in axially movable centers, and axial oscillating movements are superimposed on the workpiece during the nursing phase, the values the amplitudes of which are selected within the grain of the grinding wheel.