SU1087307A1 - Способ шлифовани - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ, при котором на обрабатьшаемую деталь накладывают колебани  оси вращени  круга , отличающийс  тем, что, с целью улучшени  качества обработанной поверхности, детали дополнительно сообщают в плоскости обработки св занные колебани  в танген- ,, циальном направлении в полуоктавной полосе изгибных зарезонансных вибраций шлифовального круга на шпинделе. 2. Спбсоб по п. 1, отличающийс  тем, что частоту колебаний в тангенциальном направлении выбирают равной частоте свободных колебаний с приспособлением в плоскости обработки. (Л 00 ОО

Description

Изобретение относитс  к обработке шлифованием, преимущественно плоскому шлифованию труднообрабатываемых материалов периферией круга, Известен способ шлифовани ,в процессе которого сообщают крутильные колебани  шлифовальному кругу на шпинделе вокруг оси вращени , что повышает устойчивость и улучшает показатели обработки Cl3. Недостатком способа  вл етс  существование зон пониженной виброустойчивости процесса шлифовани  и, особенно при сообщении кругу колебаний малой амплитуды с частотой, мень шей резонансной частоты изгибных колебаний круга на шпинделе, а также меньше частоты свободных колебаний детали с приспособлением. Кроме того использование такого способа сложно при большой массе круга и шпиндел , так как дл  возбуждени  колебаний требуетс  большой расход энергии, устройство его реализующее имеет большие габариты. Сообщение вибраций шлифовальному кругу на шпинделе снижает долговечность его опор. Известен способ шлифовани , при котором сообщают ультразвуковые коле бани  инструменту в нормальном направлении и плоскости обработки 2 Недостатками этого способа  вл ют с  низка  виброустойчивость станка при обработке и большой износ шлифовального круга. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  способ шлифовани  периферией абрази: ного круга, который включает его вращение, сообщение подачи и колебаНИИ детали вдоль оси вращени  круга Сз. Однако осевые колебани  (осцилл ци ) снижают п |гоховатость обрабо танной поверхности в начальный пери обработки, но повьш1ают износ и затупление абразивных зерен, что способствует повьш1ению сил обработки и развитию автоколебаний, уменьшаетс  стойкость абразивного инструмента, ухудша  качество обработанной повер кости и производительность. Целью изобретени   вл етс  улучш ние качества обработанной поверхности . Поставленна  цель достигаетс  те что согласно способу шлифовани  дет ли дополнительно сообщают в плоскос ти обработки св занные колебани  в тангенциальном направлении в полуоктавной полосе изгибных зарезонансных вибраций шлифовального круга на шпинделе. При этом частоту колебаний в тангенциальном направлении выбираютравной частоте свободных колебаний с приспособлением в плоскости обработки . На чертеже показана схема обработки . Вращающийс  круг 1 установлен на шпинделе 2 станка. Приспособление 3 дл  установки, креплени  и подачи детали 4 относительно круга 1 св зано в нормальном к плоскости обработки направлении со столом станка упругими элементами 5, а в горизонтальной плоскости (в плоскости обработки ) элементами 6. Жесткость С упругих элементов 6 выбрана из услови , что частота свободных колебаний детали с приспособлением в плоскости обработки Pj превьш ает частоту свободн1 тх изгибных колебаний шпиндел  с кругом Pff, в полуоктавной полосе , т.е. .. Причем главные оси жесткости упругих элементов 6 в плоскости обработки направлены под углом cL, например под углом 45 к оси вращени  шпиндел , за счет чего обеспечена упруга  координатна  св зь перемещений детали4 в плоскости обработки в направлении оси X вращени  круга и тангенциальном направлении Z. При этом жесткость упругих элементов 5 в нормальном направлении У выбрана большей в 2-3 раза жесткости упругих элементов 6 в плоскости обработки, за счет чего обеспечено превьш1ение в 3 - 10 раз частоты РЧ собственных колебаний детали в нормальном направлении в сравнении с частотой ее свободных колебаний в плоскости обработки. С приспособлением 3 св зан электромагнитный вибратор 7, который формирует св занные в плоскости обработки в направлении оси X и Z перемещени  с частотой свободных колебаний детали и приспособлением в плоскости обработки. В процессе шлифовани  периферией вращающегос  абразивного круга 1 с окружной скоростью Vjjp сообщают подачу детали 4 со скоростью Уц движением стола станка с приспособлением §, а также сообщают св занные в плоскости обработки колебани  по замкнутой траектории в направлении осей X и Z преимущественно с одинаковыми амплитудами BQ В направлении оси вращени  круга и амплитудой а в тангенциальном направлении. При этом частоту UJ сообщаемых колебаний выбирают не равную и меньше, например, в 3 - 10 раз- частоты Р, собственных колебаний детали с приспособлениемв нормальном направлении, а также превьшающую резонансную частоту Р изгибных колебаний шпиндел  с кругом в полуактавной полосе (), т.е. нижним пределом  вл етс  частота w равна  частоте Р свободных изгибных колебаний шпинделем 2 с кругом 1, а верхним пределом UJ Р(У2. При наложении св занных в плоскости обработки колебаний измен ютс скорость V подачи детали, ширина шлифовани , а также скорость и направление скольжени  обрабатываемой детали относительно круга в плоскости обработки, а, следовательно, и интенсивность сошлифовываемого матери ла. При этом по вл ютс  силы сопротивлени  самовозб-уждающимс  вибраци м , пропорциональные амплитудам сообщаемых колебаний в направлени х X и Z. .Периодическое изменение направлени  -и скорости скольжени  детали 4 в плоскости обработки одновременно в тангенциальном Z и осевом X направлени х относительно рабочей поверхности вращающегос  круга 1 трансформирует характеристики трени . В момент сообщени  св занных вибраций , с одной стороны, уменьшаетс  сила трени  в контакте инструмента и детали, а, следовательно, снижаетс температура в их зоне контакта и уменьшаютс  структурные превращени  в поверхностном слое обрабатываемой детали (улучшаетс  качество обработанной поверхности). С другой стороны , одновременно трансформирзлотс  нелинейные характеристики составл ющих сил трени  и формируетс  сложна структура силы сопротивлени  переход ным вибраци м и автоколебани м. При чем тангенциальна  составл юща  сила трени  максимально снижаетс  (в 3 4 раза) при сообщении св занных резонансных колебаний детали в плоскости обработки с частотой, превышающей частоту свободных изгибных колебаний шпиндел  2 с кругом 1 в полуоктавной полосе. При этом сила, сопротивлени  самовозбуждающимс  вибраци м, обусловленна  изменением (трансформацией) нелинейных характеристик трени  в плоскости обработки, увеличиваетс  со снижением рабочей скорости резан 1  VQ V +V . Поэтому этот способ шлифовани  обеспечивает максимальный положительньш эффект при низкоскоростной абразивной обработке периферией шлифовального круга. Сообщение св занных в плоскости обработки вибраций с частотой, превьпиающей зарезонансную частоту колебаний шпиндел  в полуактивной полосе, максимально уменьшает силу трени  и одновременно обеспечивает затухание переходных колебаний и подавление автоколебаний абразивного «руга на шпинделе при наименьших амплитудах а и а, относительных колебаний детали 4 и круга 1. При этом подавление автоколебаний обеспечиваетс  также в процессе тонкого шлифовани  и полировани , при которых дол  работы на резание k сила от- напр жений сдвига на абразивных зернах весьма мала и приближаетс  к нулю, т.е. и тогда, когда отсутствует изменение объема сошлифовываемого материала при сообщении вибраций. Послед тощее увеличение частоты сообщаемых колебаний почти не уменьшает силу тренИ  в сравнении с обработкой без наложени  колебаний и оказывает слабое положительное вли ние на расширение области устойчивости и подавление автоколебаний . Св занные в плоскости обработки в осевом и тангенциальном направлени х колебани  детали оказывают положительное вли ние на формообразование рельефа обрабатываемой поверхности, снимают высоту шерохо- ватости, улучшают качество поверхностного сло  детали и способствует гашению автоколебаний. Резонансные в плоскости обработки вибрации детали с одинаковыми амплитудами в осевом а и тангенциальном а. направлени х, кроме того, позвол ют максимально снизить расход энергии на возбуждение колебаний и мощность и размеры устройства дл  сообщени  вибраций.

При сообщении св занных в плоскости обработки колебаний улучшаютс  услови  работы абразивных зерен круга, уменьшаетс  их износ, повышаетс  интенсивность съема материала и размерна  стойкость круга, создаетс  благопри тна  кинематика движени  абоазивных зерен относительно детали,

что также снижает шероховатость обработанной поверхности.

Снижение силы трени  и гашение автоколебаний шлифовального шпиндел  с кругом позвол ет улучшить качество обработанной поверхности при одновременном увеличении режимов и производительности .

Claims (2)

1. СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ, при котором на обрабатываемую деталь накладывают колебания оси вращения круга, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества обработанной поверхности, детали дополнительно сообщают в плоскости обработки связанные колебания в танген- „ циальном направлении в полуоктавной полосе изгибных зарезонансных вибраций шлифовального круга на шпинделе.

2. СпФсоб по п. ^отличающийся тем, что частоту колебаний в тангенциальном направлении выбирают равной частоте свободных колебаний с приспособлением в плоскости обработки.