RU2765866C1 - Method for mechanical processing of the inner surface of complex ceramic products - Google Patents

Method for mechanical processing of the inner surface of complex ceramic products Download PDF

Info

Publication number
RU2765866C1
RU2765866C1 RU2021118887A RU2021118887A RU2765866C1 RU 2765866 C1 RU2765866 C1 RU 2765866C1 RU 2021118887 A RU2021118887 A RU 2021118887A RU 2021118887 A RU2021118887 A RU 2021118887A RU 2765866 C1 RU2765866 C1 RU 2765866C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
product
probe
measurements
touch
sensor
Prior art date
Application number
RU2021118887A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Викторович Харитонов
Илья Юрьевич Тимохин
Антонина Александровна Анашкина
Ярослав Олегович Ермолаев
Алексей Иванович Осипов
Анатолий Степанович Хамицаев
Михаил Юрьевич Русин
Original Assignee
Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г.Ромашина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г.Ромашина" filed Critical Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г.Ромашина"
Priority to RU2021118887A priority Critical patent/RU2765866C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2765866C1 publication Critical patent/RU2765866C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/02—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work
    • B24B5/16—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work for grinding peculiarly surfaces, e.g. bulged

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical processing.
SUBSTANCE: invention relates to the field of mechanical processing of products made of various materials and can be used in the processing of complex ceramic products. The method includes installing the product into the drum, fixing the product, machining the product according to the control program and performing intermediate measurements when processing the inner surface of the product by the contact method by double touching by means of a probe with a sensor that is installed in the tool spindle of the machine. The first touch of the surface with a probe is performed when feeding 50-100 mm/min, then the probe with the sensor is withdrawn 0.2-0.4 mm from the surface of the product and the second touch is performed when feeding 1-5 mm/min. Measurements are carried out, the results of which are compared with the values set by the theoretical contour. The deviation value is calculated and then the surface of the product is treated with subsequent measurements until the specified dimensions are reached.
EFFECT: increased accuracy of manufacturing the internal composite surface of the product.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области механической обработки изделий из различных материалов и может быть использовано при обработке сложнопрофильных керамических изделий. The invention relates to the field of mechanical processing of products from various materials and can be used in the processing of complex-shaped ceramic products.

Известен способ механической обработки керамических изделий на специальных станках с ЧПУ (Патент РФ №2698008, B24B 1/00, B23Q 15/12, B24B 51/00, опубл. 21.08.2019), включающий установку заготовки на станок, измерение геометрических параметров и базовых поверхностей заготовки с использованием измерительных средств станка, подготовку управляющей программы для станка и обработку заготовки по управляющей программе с корректировкой скорости подачи суппорта станка в зависимости от показаний измерительного датчика потребляемой мощности. A known method of machining ceramic products on special CNC machines (RF Patent No. 2698008, B24B 1/00, B23Q 15/12, B24B 51/00, publ. surfaces of the workpiece using the measuring tools of the machine, preparing a control program for the machine and processing the workpiece according to the control program with the adjustment of the feed rate of the machine support depending on the readings of the measuring sensor of power consumption.

Недостатком известного способа является недостаточно высокая точность изготовления внутренней сложнопрофильной поверхности изделия из-за отсутствия промежуточного контроля погрешности обработки внутренней поверхности, обусловленной изменением физико-механических свойств керамики по высоте изделия, а также отжимом инструмента и износом шлифовального круга, происходящим в процессе обработки.The disadvantage of the known method is the insufficiently high accuracy of manufacturing the inner complex-profile surface of the product due to the lack of intermediate control of the error in processing the inner surface due to changes in the physical and mechanical properties of the ceramics along the height of the product, as well as the pressing of the tool and the wear of the grinding wheel that occurs during processing.

Наиболее близким к заявляемому является способ механической обработки деталей из керамических материалов на специальных станках с ЧПУ (Патент РФ №2492990, В24В 49/10, В24В 5/16 опубл. 20.09.2013), включающий установку обрабатываемого изделия на устройстве базирования, выполняется контрольно-измерительный цикл, установленным на станине измерительным узлом, посредством системы ЧПУ рассчитываются припуски и создается управляющая программа, учитывающая предварительно введенные координаты контура, обработку заготовки по управляющей программе, периодические контрольно-измерительные циклы для оценки величины оставшегося припуска, по достижении заданных расчетных геометрических параметров механическая обработка завершается.Closest to the claimed is a method for machining parts made of ceramic materials on special CNC machines (Patent RF No. 2492990, V24V 49/10, V24V 5/16 publ. on the frame of the measuring unit, allowances are calculated by means of the CNC system and a control program is created that takes into account the previously entered contour coordinates, processing of the workpiece according to the control program, periodic control and measuring cycles to estimate the amount of the remaining allowance, upon reaching the specified calculated geometric parameters, machining is completed.

Недостатком прототипа являются недостаточно высокая точность изготовления внутренней поверхности изделия из-за отсутствия учета погрешностей измерений, а также усложнение конструкции станка из-за размещения на станине измерительного узла. The disadvantage of the prototype is the insufficiently high accuracy of manufacturing the inner surface of the product due to the lack of measurement errors, as well as the complexity of the design of the machine due to the placement of the measuring unit on the frame.

Задачей настоящего изобретения является повышение точности изготовления внутренней сложнопрофильной поверхности керамического изделия.The objective of the present invention is to improve the accuracy of manufacturing the inner complex-profile surface of a ceramic product.

Поставленная задача достигается тем, что предложен способ механической обработки сложнопрофильных керамических изделий, включающий установку изделия в барабан, закрепление изделия, механическую обработку изделия по управляющей программе и выполнение промежуточных измерений при обработке внутренней поверхности изделия с использованием измерительного узла, отличающийся тем, что промежуточные измерения проводят контактным методом двойным касанием при помощи щупа с датчиком, устанавливаемым в инструментальный шпиндель станка, при этом первое касание поверхности щупом выполняют при подаче 50 – 100 мм/мин, затем щуп с датчиком отводят на 0,2 – 0,4 мм от поверхности изделия и выполняется второе касание при подаче 1 – 5 мм/мин и проводят измерения, результаты измерений сравнивают со значениями, задаваемыми теоретическим контуром, и высчитывают величину отклонения, затем проводят обработку поверхности изделия с последующими измерениями до достижения заданных размеров.The task is achieved by the fact that a method for mechanical processing of complex-shaped ceramic products is proposed, including installing the product in a drum, fixing the product, machining the product according to the control program and performing intermediate measurements when processing the inner surface of the product using a measuring unit, characterized in that intermediate measurements are carried out double-touch contact method using a probe with a sensor installed in the tool spindle of the machine, while the first touch of the surface with the probe is performed at a feed rate of 50 - 100 mm / min, then the probe with the sensor is retracted 0.2 - 0.4 mm from the surface of the product and the second touch is performed at a feed rate of 1–5 mm/min and measurements are taken, the measurement results are compared with the values specified by the theoretical contour, and the deviation value is calculated, then the surface of the product is processed with subsequent measurements until the specified dimensions are reached.

Для реализации описываемого способа авторами был использован специальный станок под управлением ЧПУ с использованием, устанавливаемого в инструментальный шпиндель станка, щупов с датчиком (Фиг. 1) известных контактно-измерительных средств (http://www.renishaw.ru/ru/standard-accuracy-machine-tool-touch-probes--3292).To implement the described method, the authors used a special CNC-controlled machine using probes with a sensor (Fig. 1) installed in the tool spindle of the machine (Fig. 1) known contact-measuring tools (http://www.renishaw.ru/ru/standard-accuracy -machine-tool-touch-probes--3292).

На конце керамического щупа располагается рубиновый шарик определенного диаметра (от 6 до 12 мм). При соприкосновении шарика щупа с измеряемой поверхностью срабатывает датчик. Таким образом, определяются координаты точек касания датчика с деталью, по которым и выполняется контроль. Измерения с помощью устройства Renishaw можно проводить по всей образующей с различным шагом.At the end of the ceramic probe is a ruby ball of a certain diameter (from 6 to 12 mm). When the probe ball touches the surface to be measured, the sensor is triggered. Thus, the coordinates of the touch points of the sensor with the part are determined, according to which the control is performed. Measurements with the Renishaw device can be taken over the entire generatrix with various pitches.

В ходе апробации способа была проведена внутренняя обработка участков сложнопрофильной керамической заготовки изделия инструментами трех типов: алмазный круг 100 мм, алмазный круг 32 мм, зенкером с периодическими измерениями внутренней поверхности щупами с керамическими датчиками диаметром ∅ 6, 8, 12 мм двойным касанием до достижения необходимой точности и поворотом шпинделя от 4° до 10°.In the course of approbation of the method, internal processing of sections of a complex-profile ceramic workpiece of the product was carried out with tools of three types: a diamond wheel 100 mm, a diamond wheel 32 mm, a countersink with periodic measurements of the inner surface with probes with ceramic sensors with a diameter of ∅ 6, 8, 12 mm by double touching until the required accuracy and spindle rotation from 4° to 10°.

Заявляемый способ реализуется следующим образом. В инструментальный шпиндель специального станка с ЧПУ устанавливают датчик с керамическим щупом, поворачивают инструментальный шпиндель на угол, так чтобы он не задевал измеряемый контур, выполняют привязку датчика к измеряемой детали и запускают управляющую программу измерения внутреннего контура заготовки изделия. The inventive method is implemented as follows. A sensor with a ceramic probe is installed in the tool spindle of a special CNC machine, the tool spindle is rotated at an angle so that it does not touch the measured contour, the sensor is bound to the measured part, and the control program for measuring the inner contour of the workpiece is launched.

Управляющая программа разработана так, чтобы движение датчика с щупом соответствовало эквидистантной кривой измеряемой заготовки, но находящимся на безопасном расстоянии от него. The control program is designed so that the movement of the sensor with the probe corresponds to the equidistant curve of the measured workpiece, but at a safe distance from it.

Экспериментально установлено, что касание датчика с керамическим щупом диаметра от 6 до 8 мм на подачах 1 – 5 мм/мин оптимально для измерения внутренней сложнопрофильной поверхности керамического изделия, так как полученные значения измерений внутреннего контура имеют минимальную погрешность, а для измерения датчиком с щупом ∅ 12 мм нужна более жесткая и короткая система датчик-переходник-щуп дабы исключить провисание щупа. Так же установлено, что для оптимизации измерительного цикла и получения измеренных значений с минимальными погрешностями необходимо двойное касание датчика с щупом при измерении внутренней сложнопрофильной поверхности керамического изделия. Первое касание датчика с керамическим щупом выполняемая на подачах 50 – 100 мм/мин и определяет, где находится измеряемая поверхность, после этого датчик с щупом отводят на 0,2 – 0,4 мм и выполняется второе касание на подачах 1 – 5 мм/мин – измерительное. Необходимо также добавить, что поворот инструментального шпинделя на угол от 4° до 10° исключает не только соприкосновения датчика с щупом с измеряемой поверхностью изделия, но и не вносит существенной погрешности в измерения внутренней поверхности изделия. It has been experimentally established that touching a sensor with a ceramic probe with a diameter of 6 to 8 mm at feed rates of 1–5 mm/min is optimal for measuring the inner complex-profile surface of a ceramic product, since the obtained measurement values of the internal contour have a minimum error, and for measuring with a probe with a probe ∅ 12 mm, a more rigid and shorter sensor-adapter-probe system is needed in order to eliminate sagging of the probe. It has also been established that in order to optimize the measuring cycle and obtain measured values with minimal errors, it is necessary to double-touch the sensor with a probe when measuring the inner complex-profile surface of a ceramic product. The first touch of the probe with a ceramic probe is performed at feed rates of 50 - 100 mm/min and determines where the measured surface is, after that the probe with a probe is retracted by 0.2 - 0.4 mm and the second touch is performed at feed rates of 1 - 5 mm/min - measuring. It should also be added that turning the tool spindle at an angle from 4° to 10° excludes not only the contact of the sensor with the probe with the measured surface of the product, but also does not introduce a significant error in measuring the internal surface of the product.

Реализация предложенного технического решения представлена на следующих примерах.The implementation of the proposed technical solution is presented in the following examples.

На Фиг. 2 обрабатываемую деталь 1 устанавливают в барабан 2 специального станка с ЧПУ и закрепляют кулачками, в инструментальный шпиндель станка 3 устанавливают керамический щуп диаметра 8 мм с датчиком, поворачивают инструментальный шпиндель на угол 5° и производят измерения внутреннего контура двойным касанием щупом ∅ 8 мм с датчиком по управляющей программе с шагом 10 мм. При этом первое касание керамическим щупом ∅ 8 мм с датчиком выполняется на подаче 100 мм/мин с последующим отводом его на 0,3 мм от измеряемой поверхности и выполняется второе касание на подаче 1 мм/мин. В процессе измерений на стойке станка генерируется файл отчета - протокол с замеренными значениями на нужных сечениях изделия. On FIG. 2 the workpiece 1 is installed in the drum 2 of a special CNC machine and fixed with cams, a ceramic probe with a diameter of 8 mm with a sensor is installed in the tool spindle of the machine 3, the tool spindle is rotated by an angle of 5 ° and measurements of the internal contour are made by double-touching the probe ∅ 8 mm with a probe according to the control program with a step of 10 mm. In this case, the first contact with a ceramic probe ∅ 8 mm with a sensor is performed at a feed rate of 100 mm/min, followed by its withdrawal by 0.3 mm from the measured surface, and the second touch is performed at a feed rate of 1 mm/min. In the process of measurements on the machine stand, a report file is generated - a protocol with measured values on the required sections of the product.

Далее полученный протокол c помощью специально разработанного программного продукта сравнивается со значениями теоретической кривой и высчитывается величина отклонения.Further, the obtained protocol is compared with the values of the theoretical curve using a specially developed software product and the deviation value is calculated.

Зная величину отклонения проводят последующую механическую обработку сложнопрофильного изделия (если это необходимо) с последующим измерением до достижения необходимой точности.Knowing the magnitude of the deviation, the subsequent machining of the complex-profile product (if necessary) is carried out, followed by measurement until the required accuracy is achieved.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить точность изготовления внутренней сложнопрофильной поверхности изделия за счет измерения внутреннего контура изделия двойным касанием датчика контактно-измерительной системы в процессе обработки до получения необходимой точности.Thus, the proposed method makes it possible to increase the accuracy of manufacturing the internal complex-profile surface of the product by measuring the internal contour of the product by double-touching the sensor of the contact-measuring system during processing until the required accuracy is obtained.

Claims (1)

Способ механической обработки внутренней поверхности сложнопрофильных керамических изделий, включающий установку изделия в барабан, закрепление изделия, механическую обработку изделия по управляющей программе и выполнение промежуточных измерений при обработке внутренней поверхности изделия с использованием измерительного узла, отличающийся тем, что промежуточные измерения проводят контактным методом двойным касанием при помощи щупа с датчиком, устанавливаемым в инструментальный шпиндель станка, при этом первое касание поверхности щупом выполняют при подаче 50-100 мм/мин, затем щуп с датчиком отводят на 0,2-0,4 мм от поверхности изделия, выполняют второе касание при подаче 1-5 мм/мин и проводят измерения, при этом результаты измерений сравнивают со значениями, задаваемыми теоретическим контуром, и высчитывают величину отклонения, затем проводят обработку поверхности изделия с последующими измерениями до достижения заданных размеров.A method for machining the inner surface of complex-shaped ceramic products, including placing the product in a drum, fixing the product, machining the product according to the control program and performing intermediate measurements when processing the internal surface of the product using a measuring unit, characterized in that intermediate measurements are carried out by double-touch contact method at using a probe with a sensor installed in the tool spindle of the machine, while the first touch of the surface with the probe is performed at a feed rate of 50-100 mm / min, then the probe with the sensor is removed 0.2-0.4 mm from the surface of the product, the second touch is performed when feeding 1-5 mm/min and measurements are taken, while the measurement results are compared with the values specified by the theoretical contour, and the deviation value is calculated, then the surface of the product is processed with subsequent measurements until the specified dimensions are reached.
RU2021118887A 2021-06-29 2021-06-29 Method for mechanical processing of the inner surface of complex ceramic products RU2765866C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021118887A RU2765866C1 (en) 2021-06-29 2021-06-29 Method for mechanical processing of the inner surface of complex ceramic products

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021118887A RU2765866C1 (en) 2021-06-29 2021-06-29 Method for mechanical processing of the inner surface of complex ceramic products

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2765866C1 true RU2765866C1 (en) 2022-02-04

Family

ID=80215403

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021118887A RU2765866C1 (en) 2021-06-29 2021-06-29 Method for mechanical processing of the inner surface of complex ceramic products

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2765866C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2799376C1 (en) * 2022-11-08 2023-07-05 Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" Method for mechanical processing and control of the inner surface of complex-shaped ceramic products

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2077639A (en) * 1980-05-12 1981-12-23 Secr Defence Machining of the internal surface of a conical radome
RU2090339C1 (en) * 1994-05-04 1997-09-20 Акционерное общество "УРАЛТРАК" Method for machining spherical end surfaces of rodlike products
RU2492990C1 (en) * 2012-07-05 2013-09-20 Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" Special-duty bc machine tool
RU2698009C1 (en) * 2019-05-07 2019-08-21 Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина» Method of machining large-size complex-shaped ceramic articles
RU2739183C1 (en) * 2020-03-19 2020-12-21 Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина» Method of machining large-size complex-shaped ceramic articles

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2077639A (en) * 1980-05-12 1981-12-23 Secr Defence Machining of the internal surface of a conical radome
RU2090339C1 (en) * 1994-05-04 1997-09-20 Акционерное общество "УРАЛТРАК" Method for machining spherical end surfaces of rodlike products
RU2492990C1 (en) * 2012-07-05 2013-09-20 Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" Special-duty bc machine tool
RU2698009C1 (en) * 2019-05-07 2019-08-21 Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина» Method of machining large-size complex-shaped ceramic articles
RU2739183C1 (en) * 2020-03-19 2020-12-21 Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина» Method of machining large-size complex-shaped ceramic articles

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2799376C1 (en) * 2022-11-08 2023-07-05 Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" Method for mechanical processing and control of the inner surface of complex-shaped ceramic products

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106426189B (en) The automatic correction method of the artificial part clamping of sanding and polishing machine
US8858297B2 (en) Gear grinding method
US4885874A (en) Method of grinding two or more cams of a camshaft
TWI681835B (en) Method and grinding machine for fabricating a workpiece comprising a helical groove and a program for controlling the grinding machine
CN204546132U (en) A kind of automobile die part by numerical control processing school benchmark device
KR101503616B1 (en) Grinding machine and grinding method
JP5708324B2 (en) Grinding machine and grinding method
JP6101115B2 (en) Machine tool and method of processing workpiece by machine tool
JP2010194623A (en) Thread grinding machine and thread groove grinding method
RU2765866C1 (en) Method for mechanical processing of the inner surface of complex ceramic products
CN108637791B (en) Automatic alignment method for rotary machining workpiece center
WO2018163390A1 (en) Grinding method and grinding device
JP2011045940A (en) Cylinder grinding method and device used for the same
JP5251429B2 (en) Grinder
CN109282742A (en) Hole inner diameter measuring device and measurement method of the blind hole depth greater than 2 meters
JP2019104082A (en) Nc grinding device and method of grinding workpiece
JPH07136903A (en) Free curved surface machining method
JP2005262425A (en) Processing device
CN209085524U (en) Blind hole depth is greater than 2 meters of hole inner diameter measuring device
RU2799376C1 (en) Method for mechanical processing and control of the inner surface of complex-shaped ceramic products
CN205940428U (en) Utensil is examined to plane degree of differential side gear peripheral milling terminal surface
JP3898437B2 (en) Grooving method and processing apparatus used directly for the implementation
JP4988534B2 (en) Centerless grinding machine setup device, setup method thereof, and centerless grinding machine
KR102574589B1 (en) Apparatus of grinding for works and control method thereof
JP3766134B2 (en) Internal diameter correction method and correction device for honing process