RU2759165C1

RU2759165C1 - Method of processing the surface of a part made of aluminum alloy b95 with a radial flap wheel

Info

Publication number: RU2759165C1
Application number: RU2020118529A
Authority: RU
Inventors: Владимир Петрович Кольцов; Дарья Александровна Стародубцева; Чи Винь Ле; Валентина Борисовна Ракицкая; Александр Петрович Чапышев
Original assignee: Публичное акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Иркут"
Priority date: 2020-06-05
Filing date: 2020-06-05
Publication date: 2021-11-09

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to mechanical engineering technology, to the abrasive treatment of aluminum alloy B95 with a radial flap wheel and can be used for stripping, grinding and polishing. The method involves deforming the rotating circle along the periphery by pressing against the part and moving along the part. At the same time, the associated feed of the flap wheel is set relative to the surface to be treated, and the value of the surface roughness parameters is adjusted by the feed value.

EFFECT: quality of the treated surface is improved.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к технологии машиностроения, к абразивной обработке металлов и может быть использовано при зачистке, шлифовании и полировании лепестковым кругом.The invention relates to mechanical engineering technology, to abrasive processing of metals and can be used for cleaning, grinding and polishing with a flap wheel.

Изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в обеспечении повышения качества обрабатываемой поверхности лепестковым кругом.The invention is aimed at solving the problem of ensuring the improvement of the quality of the treated surface with a flap wheel.

Известен способ полирования деталей лепестковым кругом [Гдалевич А.И. Финишная обработка лепестковыми кругами. - М. Машиностроение. - 1990. - 112 с.], в соответствии с которым инструменту сообщается вращение, при котором лепестки в зоне резания деформируются, перемещение инструмента происходит вдоль обрабатываемой поверхности.A known method of polishing parts with a flap circle [Gdalevich A.I. Finishing with flap wheels. - M. Mechanical Engineering. - 1990. - 112 p.], According to which the tool is given rotation, in which the petals in the cutting zone are deformed, the movement of the tool occurs along the processed surface.

Общими признаками заявляемого способа являются: сообщение кругу вращательного движения, деформация круга и перемещение вдоль обрабатываемой поверхности.The general features of the proposed method are: a message to the circle of rotational motion, deformation of the circle and movement along the treated surface.

К недостаткам способа относится невозможность регулирования качества обработки при назначенных значениях частоты вращения лепесткового круга и величины деформации лепестков.The disadvantages of this method include the impossibility of regulating the quality of processing at the assigned values of the rotational speed of the flap circle and the magnitude of the deformation of the flaps.

Известен способ абразивной обработки [Авторское свидетельство СССР №1255414, кл. В24D 17/00, 1985], при котором обработку ведут лепестковым кругом у которого черновые и чистовые пакеты лепестков чередуются по окружности, причем последние закреплены с помощью упругого элемента. После проведения черновой обработки с определенной частотой вращения круга, частоту увеличивают до скорости, обеспечивающей выдвижение чистовых пакетов, при которой и продолжают обработку.The known method of abrasive processing [USSR author's certificate No. 1255414, class. B24D 17/00, 1985], in which the processing is carried out with a petal circle, in which the rough and finishing packs of petals alternate around the circumference, and the latter are fixed with the help of an elastic element. After roughing at a certain speed of the wheel, the frequency is increased to a speed that ensures the advancement of the finishing packs, at which the machining is continued.

Общими признаками заявляемого способа являются: сообщение кругу вращательного движения, деформация круга и перемещение круга вдоль обрабатываемой поверхности.The general features of the proposed method are: a message to the circle of rotational motion, deformation of the circle and movement of the circle along the surface to be treated.

Недостатками способа являются сложность изготовления лепесткового круга и его использование, а так же невозможность регулирования качеством обработки.The disadvantages of this method are the complexity of manufacturing a flap wheel and its use, as well as the impossibility of regulating the quality of processing.

Известен способ полирования плоских поверхностей деталей [Патент RU №2005046, кл. В24В 29/00; В24В 55/02, 1993], в соответствии с которым вращающемуся лепестковому кругу и детали сообщают относительные перемещения и осуществляют деформацию лепестков круга перед зоной обработки с помощью СОТС (смазочно-охлаждающее технологическое средство), где СОТС жестко связывают с деталью и располагают ее на одном уровне с обрабатываемой поверхностью.A known method of polishing flat surfaces of parts [Patent RU No. 2005046, class. В24В 29/00; В24В 55/02, 1993], according to which relative displacements are reported to the rotating flap wheel and the parts and deformation of the circle petals in front of the processing zone using the cutting fluid (cutting fluid), where the cutting fluid is rigidly connected to the part and placed on one level with the processed surface.

Общими признаками заявляемого способа являются сообщение кругу вращательного движения, деформация круга и перемещение вдоль обрабатываемой поверхности.The general features of the proposed method are the message to the circle of rotational movement, deformation of the circle and movement along the treated surface.

Недостатками названного аналога являются необходимость применения дополнительной оснастки для подачи СОТС в зону резания, неоднородность качественных характеристик поверхностей и невозможность регулирования качеством обработки.The disadvantages of this analogue are the need to use additional equipment for supplying cutting fluids to the cutting zone, the inhomogeneity of the quality characteristics of the surfaces and the impossibility of regulating the quality of processing.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ, наиболее подробно описанный в справочнике Ю.В. Димова [Димов Ю.В. Обработка деталей эластичным инструментом: справочник. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ. 2013. - 484 с. (стр. 134-206)].The closest in technical essence to the claimed invention is the method described in the most detail in the reference book by Yu.V. Dimova [Dimov Yu.V. Processing of parts with an elastic tool: a reference book. - Irkutsk: Publishing house of ISTU. 2013 .-- 484 p. (pp. 134-206)].

Недостатком прототипа является невозможность регулирования качеством обработки. Указанный недостаток обусловлен тем, что никак не учитывается вид подачи (встречная или попутная) и возможность ее регулировки.The disadvantage of the prototype is the impossibility of regulating the quality of processing. This disadvantage is due to the fact that the type of feed (counter or passing) and the possibility of its adjustment are not taken into account in any way.

Задача заявляемого изобретения заключается в обеспечении повышения качества обрабатываемой поверхности лепестковым кругом.The objective of the claimed invention is to improve the quality of the treated surface with a flap circle.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в использовании неравномерности распределения сил взаимодействия лепестков по пятну контакта круга с поверхностью детали с помощью регулирования подачи для улучшения качества обрабатываемой поверхности.The technical result of the claimed invention is to use the uneven distribution of the forces of interaction of the petals over the contact patch of the circle with the surface of the part by adjusting the feed to improve the quality of the treated surface.

Технический результат достигается тем, что в заявляемом способе обработки радиальным лепестковым кругом поверхности детали из алюминиевого сплава В95, включающем деформирование вращающегося лепесткового круга по периферии посредством прижатия к детали и перемещение вдоль детали, согласно изобретению, устанавливают попутную подачу лепесткового круга относительно обрабатываемой поверхности, а значение параметров шероховатости поверхности регулируют величиной подачи лепесткового круга.The technical result is achieved by the fact that in the inventive method for treating the surface of a part made of B95 aluminum alloy with a radial flap circle, including deformation of a rotating flap circle around the periphery by pressing against the part and moving along the part, according to the invention, a passing feed of the flap circle relative to the surface to be treated is set, and the value surface roughness parameters are controlled by the amount of feed of the flap wheel.

Необходимость установки попутной подачи (направление вращения круга в месте контакта с деталью противоположно направлению подачи) объясняется тем, что при попутной подаче наибольшее силы наблюдаются на первой четверти пятна контакта, то есть на участке, где происходит врезание (с ударом) в поверхность детали с одновременным упругим деформированием лепестков круга и действием центробежных сил. На этом участке наблюдаются наибольшие величины врезания зерен абразива (увеличение значений параметров шероховатости). При дальнейшем движении круга силы взаимодействия круга с поверхностью детали уменьшаются, и происходит «заглаживание» образованной ранее шероховатости. При увеличении подачи эффект «заглаживания» снижается, а при снижении увеличивается, то есть шероховатость уменьшается.The need to install a passing feed (the direction of rotation of the circle at the point of contact with the part is opposite to the direction of feed) is explained by the fact that with a passing feed, the greatest forces are observed in the first quarter of the contact patch, that is, in the area where plunge (with impact) into the surface of the part occurs with simultaneous elastic deformation of the circle petals and the action of centrifugal forces. In this area, the largest values of the penetration of the abrasive grains are observed (an increase in the values of the roughness parameters). With the further movement of the circle, the forces of interaction of the circle with the surface of the part decrease, and the previously formed roughness is "smoothed". With an increase in feed, the "smoothing" effect decreases, and with a decrease, it increases, that is, the roughness decreases.

Отличием от прототипа является использование попутной подачи и регулирование параметров шероховатости поверхности величиной подачи. Наличие отличительных признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию «новизна».The difference from the prototype is the use of a passing feed and regulation of surface roughness parameters by the amount of feed. The presence of distinctive features allows us to conclude that the proposed method meets the “novelty” criterion.

Таким образом, только использование попутной подачи и регулирование ее величины позволяет изменять значение шероховатости, что свидетельствует о соответствии заявляемого изобретения критерию «изобретательский уровень».Thus, only the use of a passing feed and regulation of its value makes it possible to change the value of roughness, which indicates that the claimed invention meets the criterion of "inventive step".

При фрезеровании и шлифовании широко используются понятия встречная и попутная подача. Для каждого из этих вариантов различают характер и силы взаимодействия инструмента с обрабатываемой поверхностью и, как следствие, получаемое качество обработки поверхности детали. Однако, для обработки эластичным инструментом, в частности лепестковым кругом, в доступных литературных и патентных источниках информации данных по отличию влияния встречной и попутной подачи нет.При обработке поверхности лепестковым кругом в результате деформации круга создается значительное по длине пятно контакта круга с деталью с различным давлением круга на деталь по длине контакта. При этом, на участке врезания зерен абразива интенсивность воздействия на обрабатываемую поверхность существенно выше с плавным снижением воздействия по длине контакта до нуля. Уменьшение величины попутной подачи при обработке лепестковым кругом увеличивает время «заглаживания», то есть позволяет получить меньшие значение шероховатости. Таким образом, снижение величины попутной подачи при обработке лепестковым кругом позволяет получить меньшие значение достижимой шероховатости поверхности. При встречной подаче величина достижимой шероховатости определяется в основном скоростью вращения круга.In milling and grinding, the concepts of upstream and downstream feed are widely used. For each of these options, the character and forces of interaction of the tool with the machined surface are distinguished and, as a consequence, the resulting quality of the surface of the part. However, for processing with an elastic tool, in particular with a flap wheel, in the available literary and patent sources of information there is no data on the difference between the influence of the counter and passing feed. circle on the part along the length of the contact. At the same time, in the section where the abrasive grains are cut in, the intensity of the impact on the treated surface is significantly higher with a smooth decrease in the impact along the contact length to zero. A decrease in the value of the passing feed when processing with a flap wheel increases the "smoothing" time, that is, it allows you to obtain a lower roughness value. Thus, a decrease in the value of the passing feed when processing with a flap wheel makes it possible to obtain a lower value of the attainable surface roughness. With a counter feed, the value of the achievable roughness is determined mainly by the speed of rotation of the wheel.

На Фиг. 1 показана схема обработки лепестковым кругом при заявляемом способе, где 1 - лепестковый круг, 2 - обрабатываемая поверхность; n - направление вращения лепесткового круга; S - направление подачи лепесткового круга.FIG. 1 shows a scheme of treatment with a flap circle with the claimed method, where 1 is a flap circle, 2 is a surface to be treated; n is the direction of rotation of the petal circle; S is the direction of feeding the flap wheel.

При встречной подаче направление вращения круга будет противоположным направлению изображенному на Фиг. 1. Поэтому, врезание с ударом зерен абразива в обрабатываемую поверхность будет производиться на конечном участке контакта круга с деталью. Т.е. следы наиболее сильных взаимодействий круга останутся на обработанной поверхности. При попутной подаче картина взаимодействия круга будет обратной, т.е. наиболее глубокие следы врезания зерен будут «заглаживаться» при меньших значениях сил по длине контакта.With a counter feed, the direction of rotation of the circle will be opposite to that shown in FIG. 1. Therefore, penetration with impact of abrasive grains into the work surface will be carried out at the final area of contact of the wheel with the workpiece. Those. traces of the strongest wheel interactions will remain on the treated surface. With a passing feed, the picture of the circle interaction will be the opposite, i.e. the deepest traces of grain penetration will be “smoothed out” at lower values of forces along the contact length.

Для проверки предлагаемого способа был проведен эксперимент по зачистке поверхности детали из алюминиевого сплава В95 на установке УДФ-4 [Стародубцева Д.А. Револьверная головка для зачистки панелей и обшивок лепестковыми кругами после дробеударного формообразования / Д.А. Стародубцева // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - 2015. - №4 (48). - С. 34-37]. Поверхность образцов предварительно была фрезерована (шероховатость Ra 0,2 мкм). Для зачистки использовали лепестковый круг KK751XW Р60. Обработка выполнялась при частоте вращения 1000 об/мин, при трех значениях встречной и попутной подачи 1, 2 и 3 м/мин.To test the proposed method, an experiment was carried out on cleaning the surface of a part made of aluminum alloy B95 on the installation of UDF-4 [Starodubtseva D.A. Revolving head for stripping panels and sheathing with petal circles after shot-and-blow shaping / D.A. Starodubtseva // Modern technologies. System analysis. Modeling. - 2015. - No. 4 (48). - S. 34-37]. The surface of the samples was previously milled (roughness Ra 0.2 μm). Flap disc KK751XW P60 was used for cleaning. The processing was carried out at a rotational speed of 1000 rpm, at three values of the counter and associated feed 1, 2 and 3 m / min.

Измерение шероховатости выполняли контактным профилометром Taylor Hobson Form Talysurf i200 перпендикулярно направлению подачи через 10 мм в пяти местах. Результаты замеров представлены на Фиг. 2, 3 и 4.Roughness measurement was performed with a Taylor Hobson Form Talysurf i200 contact profilometer perpendicular to the feed direction every 10 mm in five places. The measurement results are shown in FIG. 2, 3 and 4.

Анализ полученных зависимостей показывает, что шероховатость поверхности при встречной и попутной подаче существенно отличается. Уменьшение подачи сопровождается снижением величины шероховатости обработки.The analysis of the obtained dependences shows that the surface roughness with the counter and the passing feed is significantly different. A decrease in feed is accompanied by a decrease in the value of the roughness of the processing.

Claims

A method of processing a radial flap circle of the surface of a part made of B95 aluminum alloy, including deformation of a rotating flap circle around the periphery by pressing against the part and moving along the part, characterized in that a passing feed of the flap circle is set relative to the surface to be treated, and the value of the surface roughness parameters is controlled by the amount of feed of the flap circle.