SU61401A1

SU61401A1 - The method of processing metals

Info

Publication number: SU61401A1
Application number: SU29919A
Authority: SU
Inventors: В.Н. Фёдоров
Original assignee: В.Н. Фёдоров
Priority date: 1940-02-17
Filing date: 1940-02-17
Publication date: 1941-11-30

Description

Способы обработки металлов путем разрезани с применением дл этого вращающегос стального гладкого или зубчатого диска трени общеизвестны. Однако указанными способами до сих пор осуществл лось разрезание металла только путем расплавлени его.Methods for treating metals by cutting with the use of a rotating steel smooth or toothed friction disk for this purpose are generally known. However, these methods have so far carried out cutting of the metal only by melting it.

Предлагаетс способ обработки металлов сн тием требуемого сло , при котором зубчатому диску сообщаетс вращение с окружной скоростью пор дка 300 при продольной его подаче.A method of treating metals by removing the desired layer is proposed, in which the gear disk is associated with rotation at a peripheral speed of about 300 when it is fed longitudinally.

Установлено, что стойкость незакаленного диска, вращающегос с высокой окружной скоростью, настолько велика, что при продольной его подаче можно снимать определенный слой металла, т. е. возможна обработка металлов резанием .It has been established that the durability of an unhardened disk rotating at a high peripheral speed is so great that with its longitudinal feed it is possible to remove a certain metal layer, i.e. it is possible to cut metals.

На фиг. 1 изображена установка дл обработки металлов по предлагаемому способу на кругло-шлифовальном станке; на фиг. 2-6 - схема обработки изделий; на фиг. 7- схема передачи; на фиг. 8 и 9 - схема обработки плоскости (вид спереди и сверху); на фиг. 10 - форма диска.FIG. 1 shows a plant for the processing of metals according to the proposed method on a circular grinding machine; in fig. 2-6 - the scheme of processing products; in fig. 7- transmission scheme; in fig. 8 and 9 - plane processing scheme (front and top view); in fig. 10 - disk shape.

Станок, на котором примен етс диск, может быть устроен по типу любого существующего станка. Так, в станке, который изготовлен по типу кругло-щлифовального станка (фиг. 1), диск Л устанавливаетс на щпинделе В взамен шлифовального круга и приводитс во вращение одним из способов, примен емых дл привода во вращение щлифовального круга. Например, дл привода может быть применен двигатель С, св занный со шпинделем В диска ременной передачей Е клинообразного сечени , перекинутой через щкивы D и L. Деталь F устанавливаетс в центрах между передней бабкой G и задней Н и приводитс во вращение любым способом, примен емым в шлифовальных станках дл привода во вращение издели . Обе бабки G и Я помещаютс на столе, которому быть сообщено возвратно-поступательное движение вдоль оси центров. Каретка вместе с диском может перемещатьс вручную или механически в направлении, перпендикул рном к оси центров. Во врем работы быстро вращающийс диск А снимает с детали F, котора вращаетс с умеренной скоростью в центрах и перемещаетс вместе со столом вдоль оси центров, слой металла, соответствующий припуску на обработку.The machine on which the disc is applied can be structured like any existing machine. Thus, in a machine that is manufactured in the form of a circular grinding machine (Fig. 1), the disk L is mounted on the pinch B instead of the grinding wheel and is driven into rotation by one of the methods used to drive the grinding wheel. For example, an engine C can be used for a drive, which is connected to a disk spindle B by a belt drive E of a wedge-shaped cross section thrown over the tongues D and L. Part F is installed in the centers between the headstock G and the back H and is driven in rotation by any method used in grinding machines for driving the product into rotation. Both heads G and I are placed on the table, to which reciprocation along the axis of the centers will be communicated. The carriage together with the disk can be moved manually or mechanically in a direction perpendicular to the axis of the centers. During operation, the rapidly rotating disk A removes from the part F, which rotates at moderate speed in the centers and moves together with the table along the axis of the centers, a metal layer corresponding to the machining allowance.

Представление о характере работы могут дать фиг. 2 и 3, где приведены два примера обработки. В первом случае, на фиг. 2, показана схема обработки цилиндрического валика, во втором случае, на фиг. 3,- схема ступенчатого валика , в котором диск доходит до заплечика О вала; стрелками указаны рабочие движени . Управл движени ми супорта при помощи копира обычного устройства, можно выполн ть фасонные работы.An idea of the nature of the work can be given to FIG. 2 and 3, where two examples of processing are given. In the first case, in FIG. 2, a processing circuit of a cylindrical roller is shown, in the second case, in FIG. 3, a diagram of a stepped roller in which the disc reaches the shoulder O of the shaft; the arrows indicate work movements. By controlling the movements of the supor using a conventional machine copier, it is possible to perform shaped works.

Вместо станка с продольным перемещением стола можно примен ть станки с продольным перемещением каретки и неподвижным столом, т. е. станки, устраиваемые по типу вальце-щлифовальных. Наконец, примен широкий или фасонный диск и сообща каретке непрерывную поперечную подачу, можно производить обработку вподрезку когда деталь вращаетс , но не получает перемещени вдоль оси. Примеры подобного рода обработки показаны на фиг. 4-6. В первом случае (фиг. 4) обрабатываетс головна часть снар дного стакана , во втором случае (фиг. 5) - широка канавка, в третьем случае (фиг. 6) - конус щестерни валика. Если примен емый станок устроен по типу токарного, то режущий диск помещаетс на каретке вместо супорта с резцом и приводитс в быстрое вращение от двигател , установленного на той же каретке или отдельно. В первом случае передача к диску может быть устроена при помощи шестерен, цепи или ремней, как указано на фиг. 1, или непосредственным соединением вала двигател со щпинделем диска через упругую муфту и т. п. Во втором случае передача может быть выполнена от двигател к ходовому валу, а от последнего - к шпинделю диска одним из способов, указанных выше. Примером этого устройства может служить схема на фиг. 7, где М - стационарный двигатель, вращение от которогоInstead of a machine with a longitudinal movement of the table, it is possible to use machines with a longitudinal movement of a carriage and a fixed table, i.e. machine tools arranged in the type of grinding and grinding machine. Finally, using a wide or shaped disk and together with the carriage a continuous cross feed, it is possible to perform undercut cutting when the part rotates but does not receive axial displacement. Examples of this kind of processing are shown in FIG. 4-6. In the first case (Fig. 4), the head part of the bore cup is machined, in the second case (Fig. 5), the groove is wide, in the third case (Fig. 6), the cone of the pinion roller. If the machine used is of the turning type, the cutting disk is placed on the carriage instead of a supor with a cutter and is driven into rapid rotation from an engine mounted on the same carriage or separately. In the first case, the transfer to the disk can be arranged using gears, chains or belts, as indicated in FIG. 1, or by direct connection of the engine shaft with the shaft spindle through the elastic coupling, etc. In the second case, the transmission can be performed from the engine to the drive shaft, and from the latter to the spindle of the disk using one of the methods mentioned above. An example of this device is the circuit in FIG. 7, where M is a stationary engine, the rotation from which

при помощи ременной передачи сообщаетс валу N, установленному в двух кронштейнах, укрепленных сбоку станины, вдоль ее. Каретка /С, несуща диск с его шпинделем, св зана с валом N при помощи двух шестерен, из которых одна насажена на шпиндель диска, а втора - на вал Л, причем втора шестерн перемещаетс вместе с кареткой при ее движении вдоль оси центров. Способ работы станка будет совершенно аналогичен способу, описанному на фиг. 1-6 с той лишь разницей, что диск будет помещен с передней стороны станка, а не с задней.using a belt drive, communicates shaft N, mounted in two brackets, reinforced on the side of the frame, along it. The carriage / C carrying the disk with its spindle is connected to the shaft N with the help of two gears, one of which is mounted on the disk spindle and the second on the shaft L, the second gear moving with the carriage as it moves along the axis of the centers. The method of operation of the machine will be completely analogous to the method described in FIG. 1-6 with the only difference that the disk will be placed on the front side of the machine, and not on the back.

Если станок устроен по типу фрезерного , то диск помещаетс на шпинделе вместо фрезы и приводитс во вращение одним из способов, примен емых дл привода фрезы на быстроходных станках, например от мотора через пару шестерен или через ременную передачу. Деталь помещаетс на столе станка и получает продольную или поперечную подачу. Способ работы иллюстрируетс фиг. 8 и 9, где вращающийс диск А обрабатывает верхнюю плоскость издели , укрепленного на столе S, который перемещаетс в ту или другую сторону.If the machine is designed as a milling machine, then the disk is placed on the spindle instead of a milling cutter and rotated by one of the methods used to drive the milling cutter on high-speed machines, for example, from a motor through a pair of gears or through a belt drive. The part is placed on the table of the machine and receives a longitudinal or transverse feed. The method of operation is illustrated in FIG. 8 and 9, where the rotating disk A processes the upper plane of the product, fixed on the table S, which moves in one direction or the other.

Таким образом, дл работы диском может быть применен станок любого типа, причем разница между отдельными типами станков столь значительна при применении резцов , фрез и т. п., становитс мало ощутимой при работе диском. Во всех случа х необходимо рассчитывать на значительный расход мощности , так как больша подача и высока окружна скорость диска даже при сравнительно небольших окружных усили х обусловливают значительный расход мощности, могущий доходить до 100-300 л. с. и выще. Это в свою очередь обеспечивает высокую производительность , выражающуюс в быстром съеме припуска с издели как по диаметру или глубине, так и вдоль оси издели . Во всех случа х станки должны быть жесткими с тем, чтобы исключить возможность по влени заметных вибраций.Thus, a machine of any type can be used for working with a disk, and the difference between individual types of machines is so significant when using cutters, cutters, etc., becomes little noticeable when working with a disk. In all cases, it is necessary to rely on significant power consumption, since a large flow and high circumferential speed of the disk, even with relatively small circumferential forces, cause a significant power consumption, which can reach up to 100-300 l. with. and higher. This, in turn, provides high performance, expressed in the rapid removal of the stock from the product, both in diameter or depth, and along the axis of the product. In all cases, the machines must be rigid in order to exclude the possibility of the appearance of noticeable vibrations.

В описываемом способе обработки в качестве инструмента, как указано , примен етс стальной диск, режущей частью которого вл етс обод с нанесенными на нем зубцами . Шаг, форма и расположение зубцов завис т от характера обработки и свойств обрабатываемого материала. Так, например, шаг может быть вз т равным 0,5; 1; 2 и 3 км, и больше или меньше. Зубцы могут иметь расположение, аналогичное расположению зубьев фрез или напильников, т. е. в один р д или в два р да, перекрещиваюш,иес между .собой, имеющие разные шаги и расположенные под разными углами подъема к оси диска. При однор дном расположении зубцы могут итти или параллельно к оси или под углом, причем предпочтительно второе располол ение. Точно также форма обода в поперечном сечении зависит от характера обработки.In the described processing method, as indicated, a steel disk is used as a tool, the cutting part of which is a rim with teeth applied to it. The pitch, shape and location of the teeth depend on the nature of the treatment and the properties of the material being processed. For example, the pitch can be taken equal to 0.5; one; 2 and 3 km, and more or less. The teeth may have a location similar to that of the teeth of the cutters or files, i.e., in one row or two rows, crossed, between them, having different steps and located at different elevation angles to the disk axis. With a single-sided arrangement, the teeth can go either parallel to the axis or at an angle, with the second location being preferable. Similarly, the shape of the rim in cross section depends on the nature of the treatment.

Другой особенностью диска вл етс сравнительно больша толщина его и, в частности, толщина обода в сравнении с диаметром. Это условие вызываетс не только соображени ми большей стойкости и износоупорности диска, а также большей чистоты обработки издели , но и необходимостью устранить резкий шум высокого тона, по вл ющийс при работе диска малой толщины. В качестве примера может быть приведена фиг. 10, где представлена форма диска, примен емого взамен токарного резца или шлифовального круга. Рабочей частью диска вл етс его коническа поверхность. Диаметр диска может быть вз т в весьма широких пределах. Например D 100-1000 мм, толщина 20- 80 жд1 и больше. Диск вращаетс во врем работы с большой окружной скоростью. Верхний предел скорости ограничиваетс лишь услови ми прочности диска и в насто щее врем может быть доведен до 250-300 1сек и даже выше.Another feature of the disc is its relatively large thickness and, in particular, the thickness of the rim in comparison with the diameter. This condition is caused not only by considerations of greater durability and wear resistance of the disk, as well as greater purity of the product, but also by the need to eliminate the harsh high-pitched noise produced by the operation of a disk of small thickness. By way of example, FIG. 10, which shows the shape of the disk used instead of a turning tool or grinding wheel. The working part of the disk is its conic surface. The diameter of the disc can be taken within very wide limits. For example D 100-1000 mm, thickness 20- 80 zh1 and more. The disk rotates during operation at high peripheral speed. The upper limit of speed is limited only by the strength of the disk and can now be increased to 250-300 1s and even higher.

Диск работает в незакаленном состо нии в прогивоположность обычному режушему инструменту. Термическа обработка диска имеетThe disc operates in a non-tempered state, in prog-like, to a conventional cutting tool. Thermal processing disk has

целью улучшение его механических свойств и повышение износоупорности . Материал диска - сталь, углеродиста или специальна , например хромо-никелева или ванадиева и т. п.; сталь должна отличатьс хорошей изпосоупорностью и механической прочностью, необходимой дл больших окружных скоростей диска. Диск должен быть хорошо отбалансирован динамически, чтобы устранить вибрации от неуравновешенности диска. По мере износа зубцы восстанавливаютс по своей форме теми же способами, какие примен ютс и при первоначальном изготовлении зубьев, например фрезерованием, прот жкой или накаткой и т. п.The aim is to improve its mechanical properties and increase wear resistance. The material of the disk is steel, carbon or special, for example, chrome-nickel or vanadium, etc .; the steel must be distinguished by the good strength and mechanical strength required for high peripheral disk speeds. The disk must be dynamically well balanced to eliminate vibrations from disk imbalance. As it wears, the teeth are restored in their shape by the same methods that are used in the initial manufacture of the teeth, for example, by milling, drawing or knurling, etc.

Принцип работы диска аналогичен хорошо известному принципу разрезани металлов пилами трени . При большой окружной скорости диска и сравнительно умеренной скорости вращени или подачи издели происходит разм гчение обрабатываемого металла, вход щего в непосредственное соприкосновение с многочисленными зубцами диска, а затем выбрасывание теми же зубцами разм гченного металла. М гкий диск при большой окружной скорости становитс подобен самому твердому вешеству и не поддаетс в этом состо нии обработке никакими режущими инструментами , быстро среза последние. Как диск, так и изделие не нагреваютс во врем работы в заметной степени, если скорость диска достаточно высока и диск установлен правильно. Это последнее условие имеет значение при работе в подрезку на сравнительно большую глубину, когда при перекосе диска легко наступает нагрев издели торцевыми част ми диска.The principle of the disk is similar to the well-known principle of cutting metals friction saws. With a high disk circumferential speed and a relatively moderate rotational speed or product feed, the treated metal is softened, which comes into direct contact with numerous teeth of the disc, and then the softened metal is thrown out by the same teeth. A soft disc at a high peripheral speed becomes similar to the hardest thing and cannot be treated with any cutting tools in this state, quickly cutting them off. Both the disk and the product do not heat up significantly during operation if the disk speed is high enough and the disk is set correctly. This last condition is important when working in the trimming to a relatively great depth, when the product easily warms up with the end parts of the disk when the disc is skewed.

При обработке издели диск снимает припуск сравнительно большой толщины, например 0,3-3 мм и больше, в зависимости от мощности станка; во вс ком случае практически толщина снимаемого сло не ограничиваетс никакими величинами - ни наименьшей, ни наибольшей .When processing the product, the disk removes the allowance of a relatively large thickness, for example 0.3-3 mm and more, depending on the power of the machine; In any case, practically the thickness of the layer being removed is not limited to any values, neither the smallest nor the greatest.

Предмет изобретени Subject invention

Способ обработки металлов сн тием требуемого сло путемThe method of processing metals by removing the desired layer by

расплавлени его, с использованием вращающегос металлического диска, снабженного насечкой по ободу, отличающийс тем, что диску, вращающемус с окружной скоростью пор дка 300 м1сек, сообщают подачу вдоль обрабатываемого издели .melting it using a rotating metal disk provided with a notch along the rim, characterized in that the disk rotating at a peripheral speed of about 300 m1 s is reported to feed along the workpiece.

Фиг.FIG.