SU1191261A1

SU1191261A1 - Method of machining straight annular grooves

Info

Publication number: SU1191261A1
Application number: SU833674229A
Authority: SU
Inventors: Виталий Геннадиевич Евтухов; Владимир Никонович Овчаренко; Александр Иванович Акилов; Леонид Андреевич Романенко
Original assignee: Сумский Филиал Харьковского Ордена Ленина Политехнического Института Им.В.И.Ленина
Priority date: 1983-11-04
Filing date: 1983-11-04
Publication date: 1985-11-15

Abstract

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРЯМЫХ КОЛЬЦЕВЫХ КАНАВОК торцом инструмента, при котором обрабатываемую заготовку и инстрзмент вращают вокруг своих осей перекрещипающ11хс под углом а инструмент перемещают по касательной к обрабатываемой поверхности, отличающийс тем, что, с цепью повышени точности обработки, . инструмент перемещают возвратнопоступательно в пределах от исходного положени , когда пересекаютс оси вращени инструмента и заготовки. до положени , когда контакт инструмента и заготопки переходит в точку со скоростью, определ емой по зависимости п,, Л THE METHOD FOR TREATING DIRECT ANNULAR GROOVES with an end face of a tool in which the workpiece and tool are rotated around their axes by intersecting 11x with an angle and the tool is moved tangentially to the surface being treated, characterized in that, with a chain of improved machining accuracy,. the tool is moved reciprocally from its initial position when the axes of rotation of the tool and the workpiece intersect. to the position when the contact of the tool and the logging goes to a point with a speed determined by the dependence n, L

Description

Изобретение относитс к финишной обработке торцом шлифовального круга цилиндрических поверхностей, ограниченных буртами, например шеек коленчатых валов, и может быть использовано в металлообрабатывающей и станкоинструментальной промьшшенности .The invention relates to the finishing of the grinding wheel face of cylindrical surfaces bounded by shoulders, such as crankshaft journals, and can be used in the metalworking and machine tool industry.

Цель изобретени - повьпиение точности обработки путем равномерного съема металла, что приводит к уменьшению погрешностей геометрической формы обрабатываемой поверхности.The purpose of the invention is to improve processing accuracy by uniformly removing the metal, which leads to a decrease in the geometrical errors of the surface to be treated.

На фиг. 1 и 2 представлена схема обработки шейки вала в двух проекци х С разрезами Б-Б и А-А соответCTBeHHOj на фиг. 3-6 - различные варианты п тен контакта и их перекрытий на развертках обрабатываемых поверхностей заготовки} на фиг.. 7 расчетна схема по определению скорости подачи шлифовального круга.FIG. 1 and 2 a schematic representation of the treatment of the shaft journal in two projections C with sections BB and A-A according to the CTBeHHOj of FIG. 3-6 are various variants of the contact spot and their overlap on the development of the processed surfaces of the workpiece} in Fig. 7. A design diagram for determining the feed rate of the grinding wheel.

Согласно предлагаемому способу обрабатываемой заготовке 1 и инструменту 2 (фиг.1) сообщают вращени вокруг своих осей, перекрещивающихс под углом 90°, с частотами п и Пк Соответственно. При этом цилиндрческий шлифовальный круг получает ещё и возвратно-поступательное движение подачи S по касательной к обрабатьшаемой заготовке изисходного положени I в положение II и назад. Исходное положение определ етс пересечением осей .вращени заготовки и круга,т.е.когда круг с диаметром DJ, полностью захватывает длину обрабатываемой шейки вала t . В случае отсутстви подачи S круг обрабатывает на заготовке только две полосы у буртов с Ешриной, соответствующей ширине режуЕ;их кромок (стенок) круга и (фиг.2). Контакт инструмента с заготовкой определ етс по лини м А(-А„ и A.j-A. При сообщении инструменту подачи S линии контакта круга с заготовкой, по мере его подъема, сход тс в точку, подача вьшге которой уже прекращает контакт (точка А на круге и Ag на заготовке).According to the proposed method, the workpiece 1 and the tool 2 (Fig. 1) report rotation around their axes, crossing at a 90 ° angle, with frequencies n and Pk, respectively. In this case, the cylinder grinding wheel also receives a reciprocating movement of the feed S along the tangent to the workpiece being machined from the initial position I to position II and back. The initial position is determined by the intersection of the axis of rotation of the workpiece and the circle, i.e. when a circle with a diameter of DJ completely captures the length of the shaft shaft to be machined t. In the case of the absence of the supply S, the circle processes on the workpiece only two strips at the shoulders with Eshrina, corresponding to the width of cutting, their edges (walls) of the circle and (figure 2). The contact of the tool with the workpiece is determined by the lines A (-A „and Aj-A. When the feed tool S informs the line of contact of the circle with the workpiece, as it rises, converge to a point, the feed of which already stops contacting (point A circle and Ag on the workpiece).

На фиг. 3 представлена разверт-. ка п теп контакта дл описанного случа . Точка А соответствует точкам В29 Bj и т.д. Очевидно, что движение подачи круга за пределы его радиуса, когда происходит разрыв п тен контакта, нецелесообразно . С другой стороны, ограничение движени подачи S в пределах, меньших , чем рассто ние, проходимое кругом до половины его диаметра, также нецелесообразно в св зи с малой длиной п тен контакта в центре .заготовки. По фиг.4 видно, что длина участка С(Сgменьше при равной длине необработанной части В В и СрСц.. В дальнейшем, из-за необходимости обработать участки между точками В и В и С и С за счет наложени на- них участков п те . контакта В,В и С, соответственно во втором случае надо делать больше оборотов детали ули быстрее подачу S (.так как участок короче BjBg что нежелательно из-за многократного сложени п т%н контакта в районе буртов, привод щих к лишнему съему металла и образованию бочкообразности . Поэтому наиболее целесообразно движение круга в пределах от исходного положени , когда оси вращени , инструмента и заготовки пересекаютс , на рассто ние, когда лини контакта между ними переходи в точку. Рассмотрим возможность равномерного перекрыти развертки обрабатываемой .заготовки п тнами контакта ее с кругом, что зависит от отношени частоты вращени заготовки щ и скорости возврат.но-поступательного движени подачи инструмента Vs, а также от его размеров и определ ет равномерный съем металла, а значит и высокую точность обработки.FIG. 3 shows a deployment. contact list for the case described. Point A corresponds to points B29 Bj, etc. Obviously, the movement of the circle feed beyond its radius when the contact spot is ruptured is inexpedient. On the other hand, limiting the movement of the feed S to within a range smaller than the distance traveled all the way to half its diameter is also impractical due to the small length of the contact point in the center of the workpiece. It can be seen from Fig. 4 that the length of section C (Cg is smaller with an equal length of the untreated part B and Cpcc. Subsequently, because of the need to process the areas between points B and B and C and C due to the superimposition of plots Contact B, B and C, respectively, in the second case, it is necessary to do more revolutions of the detail of the faster feed S (because the area is shorter than BjBg, which is undesirable because of the repeated addition of n p% n of contact in the area of the shoulders, resulting in excessive metal removal and barrel formation. Therefore, the most appropriate movement of the circle in the pre from the initial position, when the axes of rotation, tool and workpiece intersect, at a distance, when the contact line between them goes to a point. Consider the possibility of evenly overlapping the development of the processed workpiece by contacting it with a circle, depending on the ratio of the frequency of rotation of the workpiece ni and the speed of returning the translational movement of the tool feeding Vs, as well as its size, determines the uniform removal of the metal, and hence the high precision of processing.

На фиг. 5 представлены п тна контакта , когда пере срытие центральных (ранее необработанных) участков , наступает после двух последующих оборотов заготовки (всего уже сделано три- оборота заготовки), так как отношение длин к В В. равно двум. В свою очередь, полное перекрытие обрабатываемой поверхности (вдоль образующей заготовки) наступает после четырех оборотов, после Чего уже начинаетс повторное наложение п тен контактов. На фиг. перва сери п тен контактов (после одного оборота заготовки) показана сплошными лини ми 3 и З и наклонной слева направо при движении вверх штриховкой. После второго оборота наложены п тна контакта, изобра сенные штриховыми прерывистыми лини ми А и 4 и заштрихованные в обратном направлений. Треть сери п тен обознамена лини ми в виде точек 5 и 5 с вертикальной штриховкой, а четверта - штрих-пунктирными-лини ми 6 и б с горизонтальной штриховкой . Перекрытие центральных участков по длине наступает после трех оборотов детали. Но при этом наблюдаетс неравномерное (одинарное и двойное) наложение п тен контакта на участках и . Кроме, того , есть, участки у буртов заготовки типа D,D В„, которые вообще не обрабатывались , и средние участки (по длине образующей) типа и DjF ,, которые обрабатывались лишь один раз, в то врем как участ ки типа ужеобрабатывались дважды. Такое неравномерное перекрытие п тен контактов на разверт.ке обрабатываемой заготовки приводит к неравномерному съему металла и .образованию огранки и ВОЛ1ШСТОСТИ. После четвертого оборота заготовки перекрытие п тен контакта частично выравниваетс . Здесь уткеучастки F,F,,, B BgBgB.,, ,бВ„, . , В.В|,ВгВ|б обработаны по два раза. В то же времЯ участки ) получили однократную обработку ,; FjDjFjBg - трехкра:тну1о, а N, F2N2B o- четырехкратную. В результате - п ть неравномерный съем металла , привод ццш к образованию погрешности формы. Дальнейшее увеличение числа оборотов (времени обработки ) еще больше искажает карти .ну наложени п тен контактов, снижает точность обработки. Таким образом , чем больше разница между длина 4И участков и В,В. (фиг.З), тем больше надо совершать оборотов детали дл перекрыти центральных участков, что, в сзою очередь, ведет к большему в то же количество раз искажению перекрытий п тен контакта , а значит и к большей погрешности формы. Наложение п тен контакта на развертке заготовки идет со сдвигом п тен на величину , чтобы не было повторной накладки п тен друг на друга. . Дальнейший анализ п тен контакта показал, что наиболее приемлем вариант обработки, когда внутренн часть п тен соответствует общей длины BjBf (фиг.З). На,фиг. 6 представлено дл указанного случа перекрытие п тен контакта. Здесь в центральной части развертки везде двойное перекрытие п тен после трех оборотов заготовки. И лишь на участке К,К Kj - одинарное перекрытие. Это наиболее приемлемое перекрытие п тен, привод щее к изготовлению деталей с.минимальной погрешностью формы.. Наложение п тен контактов (фиг.7) Так как шлифовальный круг поднимаетс вверх (вниз) на высоту R со средней скоростью V , то затрачиваемое на это врем t R/Vg , . За этот же промежуток времени Коленчатый вал, а точнее точка на поверхности его шейки совершает путь (по развертке): . SoL- Jjn i TTcJjnjR/Vr, Тогда путь дл внутренней точки шлифовального круга на развертке I п fЕОМ-l dj 1,Пз-. Учитыва , что ОА/3, получают «cJ5n,R/Vg 3:rdjH,(R-bVV5, После сокращени R3(R.O, .U |R Следующим условием равномерности перекрыти п тен контакта, вл етс их рациональное cмeщe иe друг относительно друга. Дл этого, например, на развертке длинойiTdg должно укладыватьс (m+2/З) п тен контактов (где ш - любое целое число уложенных п тен, определ емое из конструктивных возможностей механизма подачи , т.е. возможности обеспечени требуемой скорости подачи V дл данного числа оборотов заготовки Пу). Так как длина одного п тна контакта Ц. (01.-2ом)5 ,л,,п, Э5 Учитыва , что на развертке длиною должно помещатьс (m+2/З) п тен контактов, определ ют отношени скоростей подачи инструмента Vg и вращени заготовки п : 1„(у,.2/) , Mdjjn A -(m+2/,f ;rc3 .ф 1, Таким образом, последнее.-выражение определ ет условие взаимодействи скоростей движени инструмента и заготовки , обеспечивающих рациональное перекрытие п тен контакта, а значит равномерный съем металла и высокую точность геометрической формы обрабатываемых заготовок, Способ можно реализовать в виде простого устройства, обеспечивакщего указанные движени инструменту, устанавливаемого в резцедержателе .токарно-винторезного станка, в патроне которого закрепл етс обрабатываема заготовка. Предлагаемый.способ опробован в лабораторных услови х. При обработке шейки вала диаметром d 200 мм, длиной SP 150 мм, при окружности скорости вращени круга 23 м/с, частоте вращени вала п 10 об/мин, А 50 мм, m 3 и скорости подачи круга V 5,5 м/мин погрешность геометрической формы вала не превышала 0,02 мм.FIG. 5 shows the contact points when the central (previously untreated) sections are overrun, occurs after two subsequent rotations of the workpiece (a three-turn of the workpiece has already been done), since the ratio of the lengths to В is equal to two. In turn, the complete overlap of the surface to be machined (along the generator of the workpiece) occurs after four turns, after What the re-imposition of the spots of the contacts already begins. FIG. The first series of contacts (after one revolution of the workpiece) is shown by solid lines 3 and 3 and inclined from left to right when moving upward by hatching. After the second revolution, contact points are superimposed, represented by broken dashed lines A and 4 and shaded in the opposite direction. The third series of spots is represented by lines in the form of dots 5 and 5 with vertical shading, and the fourth by dash-dotted lines 6 and 6 with horizontal shading. The overlap of the central sections in length occurs after three turns of the part. But at the same time, there is an uneven (single and double) overlap of the contact spot in the areas and. In addition, there are sections of burs like blanks of type D, D В „, which were not processed at all, and middle sections (along the length of the generator) of type and DjF, which were processed only once, while sections of type were already worked out twice . Such an uneven overlap of the spots of contacts on the development of the workpiece leads to uneven removal of metal and the formation of faceting and FASTENING. After the fourth rotation of the workpiece, the overlap of the contact spots is partially evened out. Here we have sites F, F ,,, B BgBgB. ,,, бВ „,. , V.V |, VgV | b processed twice. At the same time, the plots) received a one-time treatment,; FjDjFjBg - trehkra: tnu1o, and N, F2N2B o - fourfold. As a result, five uneven removal of the metal, resulting in the formation of shape error. A further increase in the number of revolutions (processing time) further distorts the picture. I do not impose a spot of contacts, which reduces the accuracy of processing. Thus, the greater the difference between the length of 4I sections and B, B. (fig. 3), the more it is necessary to complete the revolutions of the part in order to overlap the central sections, which, in turn, leads to a greater in the same number of times the distortion of the overlap of the contact spot, and hence to greater shape error. The imposition of the contact spot on the workpiece scan is performed with a spot shift by an amount so that the patch is not repeated overlapping each other. . Further analysis of the contact spot showed that the most acceptable treatment option is when the inner part of the spot corresponds to the total length of BjBf (Fig. 3). In FIG. 6 shows for the indicated case the overlap of the contact spot. Here, in the central part of the sweep, the double overlap of spots is everywhere after three revolutions of the workpiece. And only in the section K, K Kj - single overlap. This is the most acceptable overlap of spots, leading to the manufacture of parts with a minimum shape error. Overlapping contact spots (Fig. 7) As the grinding wheel rises up (down) to height R with an average speed V, it takes t R / Vg,. For the same period of time, the Crankshaft, or rather the point on the surface of its neck, makes a path (along the scan):. SoL-Jjn i TTcJjnjR / Vr, Then the path for the inner point of the grinding wheel on the scan I p fEOM-l dj 1, Pz-. Taking into account that OA / 3, get cJ5n, R / Vg 3: rdjH, (R-bVV5, After reducing R3 (RO, .U | R) The next condition for the uniformity of overlap of the contact spot is their rational mixing with each other To do this, for example, on a scan of length iTdg, (m + 2 / W) spot contacts should be placed (where w is any integer number of stacked spots determined from the design capabilities of the feed mechanism, i.e., the ability to provide the desired feed rate V for a given speed of the workpiece Pu.) Since the length of one spot of the contact is C. (01.-2 ohm) 5, l ,, n, E5 Taking into account that and a scan length should be placed (m + 2 / W) spot contacts, determine the ratio of the tool feed speed Vg and the workpiece rotation n: 1 "(y, .2 /), Mdjjn A - (m + 2 /, f; rc3 .f 1, Thus, the latter.-expression defines the condition of interaction between the speeds of movement of the tool and the workpiece, ensuring a rational overlap of the contact spot, and therefore a uniform metal removal and high accuracy of the geometrical shape of the workpieces. specified tool movements Turning screw cutter in the tool holder, in the chuck of which the workpiece is fixed. The proposed method was tested in laboratory conditions. When machining a shaft journal with a diameter of d 200 mm, a SP length of 150 mm, with a circumference of a circle of rotation speed of 23 m / s, a shaft rotation frequency of 10 rpm, A 50 mm, m 3 and a circle feed speed of V 5.5 m / min the error of the geometric shape of the shaft did not exceed 0.02 mm.

У .Ф Yf

Г.П-4G.P-4

г 2g 2

фиг 3FIG 3

I v-r r-.I v-r r-.

t t

Ji i Ji i

Claims

METHOD FOR PROCESSING DIRECT RING grooves with the end of the tool, in which the 'workpiece and tool are rotated around their axes, intersecting at an angle of 90 * {' and the tool is moved tangentially to the surface to be machined, characterized in that, in order to increase the accuracy of processing,. the tool is moved back and forth within the range from the initial position when the rotation axes of the tool and the workpiece intersect to the position when the contact of the tool and the workpiece moves to a point with a speed determined by the dependence

V ₅ = n ₉ D (Zt + 2), where V _s is the rate of return of the reciprocating movement of the tool feed, mm / MPP *,

- workpiece rotation frequency, rpm ·,

And - the width of the cutting edge of the tool, mm;

w - the coefficient of overlap of the contact spots, while the processing is carried out by the end face of the cylindrical grinding wheel, the outer diameter of which corresponds to the length of the groove, and the width of its cutting edge

A = | R, where R is the radius of the grinding wheel.

Λ ΰ

Fie 1 \