RU83959U1

RU83959U1 - COMBINED GRINDING HEAD

Info

Publication number: RU83959U1
Application number: RU2008138688/22U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Николаевич Швецов; Иван Анатольевич Телков; Александр Сергеевич Пузанков
Original assignee: Анатолий Николаевич Швецов; Иван Анатольевич Телков; Александр Сергеевич Пузанков
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2008-09-29
Publication date: 2009-06-27

Abstract

Сборная шлифовальная головка, устанавливаемая соосно с обрабатываемым цилиндрическим отверстием, состоящая из корпуса, установленного на оправке, и абразивных брусков, установленных под углом 1…5° к оси вращения, приклеенных к колодкам, которые устанавливаются в корпус инструмента и имеют возможность свободно перемещаться в радиальном направлении по штифтам, колодки удерживаются браслетной пружиной для повышения жесткости конструкции.A prefabricated grinding head mounted coaxially with the machined cylindrical hole, consisting of a body mounted on a mandrel, and abrasive bars mounted at an angle of 1 ... 5 ° to the axis of rotation, glued to the pads that are installed in the tool body and are able to move freely in the radial the direction along the pins, the pads are held by a bracelet spring to increase the rigidity of the structure.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использовано для эффективной чистовой абразивной обработки заготовок из различных металлов, предрасположенных к дефектообразованию в виде прижогов и микротрещин.The utility model relates to the field of mechanical engineering and can be used for effective finishing abrasive processing of workpieces made of various metals predisposed to defect formation in the form of burns and microcracks.

Известна СШГ с жестким демпфирующим элементом, выгодно отличающаяся от сплошных и др. абразивных кругов и головок по производительности и качеству поверхностного слоя изделий. Выполнение инструмента сборным позволило обеспечить высокую однородность и прочность абразивных брусков, назначить повышенные режимы резания по сравнению с традиционными абразивными кругами. Жесткий демпфирующий элемент, введенный в конструкцию, снижает ударные импульсы, возникающие при входе и выходе брусков из контакта с заготовкой, стабилизируя процесс обработки и ликвидируя вибрации, что в свою очередь повышает качество и производительность обработки [1].Known SShG with a rigid damping element, comparing favorably with solid and other abrasive wheels and heads in terms of productivity and quality of the surface layer of products. The execution of the tool by the teams made it possible to ensure high uniformity and strength of the abrasive bars, to assign increased cutting conditions in comparison with traditional abrasive wheels. A rigid damping element introduced into the structure reduces shock pulses that occur when the bars enter and exit from contact with the workpiece, stabilizing the processing process and eliminating vibrations, which in turn increases the quality and productivity of processing [1].

Наиболее близким прототипом является комбинированный шлифохонинговальный инструмент, реализующий комбинированный способ чистовой обработки [2]. Комбинированный инструмент содержит шлифовальный круг с устройством его крепления на оправке под острым углом к плоскости, перпендикулярной оси вращения, и хон.The closest prototype is a combined grinding-honing tool that implements a combined finishing method [2]. The combined tool contains a grinding wheel with a device for mounting it on the mandrel at an acute angle to a plane perpendicular to the axis of rotation, and hon.

Недостатками известного инструмента является отсутствие широких технологических возможностей, позволяющих вести черновую, получистовую, чистовую и отделочную абразивную обработку, невозможность быстрого перехода с одного режима на другой, отсутствие возможности восстановления изношенного наружного диаметра, а также появление прижогов и шлифовочных микротрещин при повышении режимов резания и увеличении производительности.The disadvantages of the known tool are the lack of wide technological capabilities that allow roughing, semi-finishing, finishing and finishing abrasive processing, the inability to quickly switch from one mode to another, the inability to restore a worn out outer diameter, as well as the appearance of burns and grinding microcracks with increasing cutting conditions and increasing performance.

Задача полезной модели - повышение производительности, улучшение качества обработанной поверхности и долговечности СШГ, The objective of the utility model is to increase productivity, improve the quality of the machined surface and the durability of the WSS,

стабилизация процесса обработки и снижение вибраций за счет упрощения конструкции и сокращения вспомогательных элементов.stabilization of the processing process and reduction of vibrations due to simplification of the design and reduction of auxiliary elements.

Поставленная задача решается предлагаемой СШГ для обработки внутренних поверхностей деталей типа «Цилиндр», состоящая из корпуса, установленного на оправке, и абразивных брусков, установленных под углом 1...5° к оси вращения, приклеенных к колодкам, которые с помощью штифтов устанавливаются в корпус инструмента. Колодки с корпусом связаны специальной браслетной пружиной для повышения жесткости конструкции.The problem is solved by the proposed SSH for processing the inner surfaces of parts of the type "Cylinder", consisting of a body mounted on a mandrel, and abrasive bars installed at an angle of 1 ... 5 ° to the axis of rotation, glued to the pads, which are installed using pins in tool body. Pads with a case are connected by a special bracelet spring to increase the rigidity of the structure.

На фиг.1 изображена конструкция предлагаемой сборной шлифовальной головки; на фиг.2 - продольный разрез фиг.1.Figure 1 shows the design of the proposed assembly grinding head; figure 2 is a longitudinal section of figure 1.

Предлагаемый комбинированный шлифохонинговальный инструмент предназначен для обработки абразивными брусками, ведущими обработку периферийным прерывисто-наклонным режущим слоем.The proposed combined grinding-grinding tool is intended for processing with abrasive bars, processing a peripheral intermittently-inclined cutting layer.

СШГ содержит оправку 1 и абразивные бруски 4, приклеенные в колодке 2, которые через штифты 3 устанавливаются в корпус 6 и стянуты специальной браслетной пружиной 5.SShG contains a mandrel 1 and abrasive bars 4, glued in the block 2, which through the pins 3 are installed in the housing 6 and pulled together with a special bracelet spring 5.

Корпус СШГ представляет собой цилиндр с равномерно расположенными по наружной поверхности продольными прямоугольными пазами, в количестве 6 штук, идущими под углом 1...5° к продольной оси. В пазах имеются по два отверстия, в которые входят направляющие штифты шлифовальных колодок.The SShG case is a cylinder with longitudinal rectangular grooves evenly spaced on the outer surface, in the amount of 6 pieces, going at an angle of 1 ... 5 ° to the longitudinal axis. There are two holes in the grooves, into which the guide pins of the grinding pads enter.

Шлифовальных колодок 6 штук. Они имеют одинаковую форму, размеры и вес. Основание колодок изготовлено из стали 40. По своей форме основание имеет прямоугольную форму. Наружная поверхность колодки свободно перемещается в пазе корпуса. Внутренняя поверхность основания имеет пазы под размер стандартных шлифовальных брусков 8*8*100. Бруски приклеиваются к основанию колодки, и формируется шлифовальная колодка.Grinding pads 6 pieces. They have the same shape, size and weight. The base of the pads is made of steel 40. The base is rectangular in shape. The outer surface of the pads moves freely in the groove of the housing. The inner surface of the base has grooves for the size of standard grinding blocks 8 * 8 * 100. The bars adhere to the base of the block, and a grinding block is formed.

Шлифовальная колодка на своей наружной базовой плоскости имеет два направляющих штифта, которые позволяют перемещаться колодке в радиальном направлении.The grinding block on its outer base plane has two guide pins that allow the block to move in the radial direction.

На торцах основания колодки предусмотрен технологические желобки, что позволяет с помощью двух браслетных пружин стягивать инструмент в сборе - СШГ. При вращении СШГ под действием центробежных сил колодки с брусками расходятся, преодолевая сопротивление браслетных пружин, и начинают воздействовать на обрабатываемую поверхность.Technological grooves are provided at the ends of the base of the block, which allows using the two bracelet springs to tighten the assembled tool - SSHG. When the SSH rotates under the action of centrifugal forces, the blocks with bars diverge, overcoming the resistance of the bracelet springs, and begin to affect the surface being treated.

Обрабатываемая поверхность также воздействует на абразивные бруски. Она является направляющей, то есть бруски копируют профиль поверхности.The surface to be treated also acts on the abrasive bars. It is a guide, that is, the bars copy the surface profile.

При этом центральная ось обрабатываемого отверстия и ось СШГ совпадают в допустимых пределах.At the same time, the central axis of the hole being machined and the axis of the secondary shaft coincide within acceptable limits.

В зависимости от угла наклона пазов в корпусе СШГ бывают правого и левого вращения. Продольный наклон брусков позволяет увеличить площадь их контакта с поверхностью и повысить жесткость технологической наладки, улучшается взаимодействие пары «абразив-поверхность». Изменяя жесткость браслетной пружины возможно регулирование усилия прижима брусков к обрабатываемой поверхности.Depending on the angle of inclination of the grooves in the housing, there are right and left rotation. The longitudinal inclination of the bars allows to increase the area of their contact with the surface and increase the rigidity of the technological setup, the interaction of the abrasive-surface pair is improved. By changing the stiffness of the bracelet spring, it is possible to regulate the effort of pressing the bars to the work surface.

Инструмент используют следующим образом.The tool is used as follows.

Инструмент устанавливается на оправке, которой сообщается вращение, и подводится к обрабатываемой поверхности. При шлифовании инструменту кроме вращения сообщают продольную подачу, а заготовка может иметь круговое вращение или может быть неподвижной.The tool is mounted on a mandrel, which is reported rotation, and is brought to the work surface. When grinding the tool, in addition to rotation, a longitudinal feed is reported, and the workpiece may have a circular rotation or may be stationary.

Благодаря такому способу резания в поперечном сечении осуществляется прерывистое шлифование, которое сопровождается низкой температурой в зоне контакта, по сравнению с традиционным шлифованием и гарантирует бесприжоговую обработку.Thanks to this method of cutting in the cross section, intermittent grinding is carried out, which is accompanied by a low temperature in the contact zone, compared with traditional grinding and guarantees a blast-free processing.

Угол наклона бруска позволяет увеличить количество абразивных зерен, участвующих в резании, а также образует составляющую силу винтового движенияThe angle of the bar allows you to increase the number of abrasive grains involved in cutting, and also forms a component of the force of the helical movement

СШГ позволяет вести обработку с использованием всей периферийной рабочей части инструмента с сохранением преимуществ процессов прерывистого шлифования. Производительность обработки данным инструментом повышается на 20%, снижается себестоимости в 2 раза, достигается шероховатости поверхности Ra 0,6...0,25 мкм.SSHG allows processing using the entire peripheral working part of the tool while maintaining the advantages of intermittent grinding. The productivity of processing with this tool is increased by 20%, the prime cost is reduced by 2 times, the surface roughness Ra of 0.6 ... 0.25 microns is achieved.

Промышленные испытания инструмента проводились на внутришлифовальном станке мод. ЗА228, где шлифовали сквозное отверстие диаметром D₃=90 Н7 (^+0,03) и длиной L=130 мм. Параметр шероховатости обрабатываемой поверхности Ra=0,63 мкм. Припуск на сторону 0,02 мм. Материал заготовки - сталь 45, закаленная, твердость HRC 45. Станок оснащен устройством для активного контроля обрабатываемых заготовок. Полная характеристика шлифовального круга, рекомендуемого для этой стали - 25А10ПСМ25К35Б. Круг диаметром D_К=90 мм. Обработка проводилась при следующих режимах резания. Скорость заготовки варьировалась в диапазоне V_ЗАГ=58...124 м/мин, продольная подача S_ПРОД=1,25-3,3 м/мин, t=0,005-0,02 мм. Варьирование скорости сборной шлифовальной головки - V_КР=20...35 м/с осуществлено сменой шкивов текстропной передачи в приводе главного движения инструмента.Industrial testing of the tool was carried out on a mod grinding machine. ZA228, where a through hole was polished with a diameter of D ₃ = 90 N7 ( ^+0.03 ) and a length of L = 130 mm. The roughness parameter of the treated surface is Ra = 0.63 μm. The allowance on the side of 0.02 mm. The workpiece material is steel 45, hardened, hardness HRC 45. The machine is equipped with a device for active control of workpieces. The full characteristic of the grinding wheel recommended for this steel is 25A10PSM25K35B. A circle with a diameter of D _K = 90 mm. Processing was carried out under the following cutting conditions. The speed of the workpiece varied in the range V _ZAG = 58 ... 124 m / min, longitudinal feed S _PROD = 1.25-3.3 m / min, t = 0.005-0.02 mm. Variation of the speed of the combined grinding head - V _КР = 20 ... 35 m / s was carried out by changing the pulleys of the text gear in the drive of the main movement of the tool.

Результаты шлифования оценивали по микрогеометрии обработанной поверхности, наличию прижогов в поверхностном слое заготовки, а также по наличию разрушения абразивных зерен и отдельных блоков зерен по всей режущей поверхности инструмента.Grinding results were evaluated by the microgeometry of the machined surface, the presence of burns in the surface layer of the workpiece, and also by the presence of destruction of abrasive grains and individual blocks of grains along the entire cutting surface of the tool.

Среднеарифметическое отклонение профиля шлифованной поверхности Ra измеряли на профилографе - профилометре модели АБРИС-ПМ7.2The arithmetic mean deviation of the profile of the polished surface Ra was measured on a profilograph - a profilometer model ABRIS-PM7.2

Контроль прижогов проводился после обезжиривания, травления, осветления и нейтрализации шлифованного поверхностного слоя The control of burns was carried out after degreasing, etching, clarification and neutralization of the polished surface layer

заготовки по методике Минавтопрома (инструкция И101-74 РТМ 37.0006.304-80).blanks according to the method of the Minavtoprom (instruction I101-74 RTM 37.0006.304-80).

Разрушение сегментов абразивного круга и брусков оценивалось визуально.The destruction of the abrasive wheel segments and bars was evaluated visually.

В результате проведенных экспериментальных исследований установлено, что наименьшее влияние на величину среднеарифметического отклонения Ra при изменении скорости вращения заготовки V_заг=58-124 м/мин оказывает глубина шлифования от 0,005 до 0,01 мм. При продольной подаче S_прод=1,25 м/мин, скорости сборного круга V_кр=35 м/с и увеличении скорости вращения заготовки в рассматриваемом диапазоне наблюдается рост величины среднеарифметического отклонения Ra от 0,57 до 0,70 мкм. При продольной подаче S_пр=3,3 м/мин, скорости сборного круга V_кр>35 м/с не целесообразен.As a result of experimental studies, it was found that the smallest effect on the arithmetic mean deviation Ra with a change in the workpiece rotation speed V _zag = 58-124 m / min is exerted by grinding depth from 0.005 to 0.01 mm. When the longitudinal feed S _prod = 1.25 m / min, the speed of the assembly circle V _cr = 35 m / s and the increase in the speed of rotation of the workpiece in the considered range, an increase in the arithmetic mean deviation Ra from 0.57 to 0.70 μm is observed. When the longitudinal feed _pr S = 3.3 m / min, the speed V _cr precast range of> 35 m / s is not expedient.

Установлено, что наибольшее влияние на шероховатость поверхности обрабатываемых заготовок при шлифовании СШГ оказывает продольная подача S_прод. При скорости вращения заготовки V_ЗАГ=58 м/мин, скорости СШГ V_кр=35 м/с и изменение глубины шлифования t от 0,005 до 0,01 мм наблюдался рост величины среднеарифметического отклонения Ra от 0,57 до 1,31 мкм.It has been established that the greatest influence on the surface roughness of the processed workpieces during grinding of the NWG has a longitudinal feed S _prod . At a workpiece rotation speed V _ZAG = 58 m / min, a WGM velocity V _cr = 35 m / s and a change in grinding depth t from 0.005 to 0.01 mm, an increase in the arithmetic mean deviation Ra from 0.57 to 1.31 μm was observed.

При скорости вращения заготовки V_ЗАГ>124 м/мин, скорости сборного круга V_кр>35 м/с и изменении глубины шлифования в рассматриваемом диапазоне происходит рост величины среднеарифметического отклонения Ra от 0,22 до 0,52 мкм.When the workpiece rotation speed V _ZAG > 124 m / min, the speed of the assembly wheel V _cr > 35 m / s and the grinding depth changes in the considered range, the arithmetic mean deviation Ra increases from 0.22 to 0.52 μm.

Увеличение скорости резания V_кр в 2 раза (с 35 м/с до 68 м/с) приводит к снижению величины среднеарифметического отклонения параметра шероховатости Ra с 0,57 до 0,34 мкм.A 2-fold increase in the cutting speed V _cr (from 35 m / s to 68 m / s) leads to a decrease in the arithmetic mean deviation of the roughness parameter Ra from 0.57 to 0.34 μm.

Использование предлагаемого технического решения позволяет повысить эффективность СШГ, а также части его - абразивных брусков за счет использования специальной браслетной пружины. Выполнение инструмента сборным позволило обеспечить высокую однородность и Using the proposed technical solution allows to increase the efficiency of the WSS, as well as parts of it - abrasive bars through the use of a special bracelet spring. Execution of the tool by the teams allowed to ensure high uniformity and

прочность абразивных брусков, назначить повышенные режимы резания по сравнению с традиционными абразивными кругами.strength of abrasive bars, assign increased cutting conditions compared to traditional abrasive wheels.

СШГ проста по конструкции, надежна в эксплуатации и расширяет технологические возможности обработки, благодаря совмещению хонингования (при обеспечение возвратно-поступательного движения) и шлифования, сокращает вспомогательное время, повышает на 20% производительность обработки, улучшает качество и шероховатость обрабатываемой поверхности, снижает себестоимость обработки в 2 раза.SSHG is simple in design, reliable in operation and extends the technological capabilities of processing by combining honing (while providing reciprocating motion) and grinding, reduces auxiliary time, increases processing productivity by 20%, improves the quality and roughness of the processed surface, and reduces the cost of processing in 2 times.

Источники информацииInformation sources

1. Патент Франции №2654027, МКИ В24В 9/14. Инструмент для обработки поверхности, автоматически принимающий соответствующую форму. Заявлено 06.11.1989, опубл. 05.10.1991. ВИНИЛИ №19.1. French patent No. 2654027, MKI V24V 9/14. A surface treatment tool that automatically takes the appropriate shape. Stated November 6, 1989, publ. 10/05/1991. VINYL # 19.

2. Патент РФ №2253561, МКИ С1 В24В 33/08. Комбинированный шлифохонинговальный инструмент. Степанов Ю.С., Киричек А.В., Афанасьев Б.И. и др. Заявка 2004103653/02, заявл. 09.02.2004; опубл. 10.06.2005. Бюл. №16 - прототип.2. RF patent №2253561, MKI C1 V24V 33/08. Combined grinding tool. Stepanov Yu.S., Kirichek A.V., Afanasyev B.I. et al. Application 2004103653/02, claimed 02/09/2004; publ. 06/10/2005. Bull. No. 16 is a prototype.

Claims

A prefabricated grinding head mounted coaxially with the machined cylindrical hole, consisting of a body mounted on a mandrel, and abrasive bars mounted at an angle of 1 ... 5 ° to the axis of rotation, glued to the pads that are installed in the tool body and are able to move freely in the radial the direction along the pins, the pads are held by a bracelet spring to increase the rigidity of the structure.