Способ шлифования

Способ шлифования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается обработки материалов абразивным инструментом на плоскошлифовальных, круглошлифовальных и других станках. Цель изобретения - повышение стойкости инструмента и качества обрабатываемой поверхности за счет снижения амплитуды колебаний силы резания, износа и затупления рабочей части инструмента. Определяют обрабатываемость шлифуемого материала, устанавливают требуемые режимы шлифования обрабатываемой детали, абразивному инструменту задают взаимное относительное перемещение, в результате которого происходит съем припуска и формирование поверхности детали, причем перед выполнением шлифования определяют динамические характеристики упругой системы шлифовального станка и удельный износ абразивного инструмента и задают циклическую частоту вращения абразивного инструмента, определяемую из выражения: ω=√ 1/2 [2ω<SP POS="POST">Ъ</SP>°<SP POS="POST">2</SP> - K:M: (1-Σ<SB POS="POST">K</SB>) - √K<SP POS="POST">2</SP>:M<SP POS="POST">2</SP>: (1-Σ<SB POS="POST">K</SB>)<SP POS="POST">2</SP> + 16<SP POS="POST">.</SP>*98N<SP POS="POST">2.</SP>Ω<SP POS="POST">Ъ2</SP> - 8K*98N<SP POS="POST">2</SP> : M<SP POS="POST">.</SP> (1-Σ<SP POS="POST">.</SP>K)] где ω<SP POS="POST">Ъ</SP>° - минимальная частота спектра собственных колебаний упругой системы станка, рад/сек

M - приведенная масса, соответствующая минимальной частоте, кг

*98N - коэффициент затухания, соответствующий минимальной частоте, с<SP POS="POST">-1</SP>

K - параметр, характеризующий обрабатываемость материала, Н/м

σ - удельный износ абразивного инструмента, м/Н. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (И1 ьц 4 В 24 В 49 00

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР

1 (21) 4277267/31 — 08 (22) 06. 07.87 (46) 07. 07,89. Бюл. ¹ 25 (71) Пермский политехнический институт (72) В.И,Свирщев, Л.Ю.Ковалев и В.А.Гордеев (53) 621.9(088.8) (56) Лурье Г.Б., Комиссаржевская B.H, Шлифовальные станки и их наладка, M. Высшая школа, 1972, с. 383-384. (57) Изобретение касается обработки материалов абразивным инструментом на плоскошлифовальных, круглошлифовальных и других станках. Цель изобретения — повышение стойкости инст(,) = 1/2 (2 (,з г К.„,. (1 G„) Kã

I где И, — минимальная частота спектра собственных колебаний упругой системы станка, рад/с; m — приведенная масса, соответствующая минимальной частоте, кг; — коэффициент эатуИзобретение относится к обработке материалов абразивным инструментом на плоскошлифовальных, круглошлифовальных и других станках.

Цель изобретения — повышение стойкости инструмента и качества обрабатываемой поверхности за счет снижения амплитуды колебаний силы резания, износа и затупления рабочей части инструмента. румента и качества обрабатываемой поверхности за счет снижения амплитуды колебаний силы резания, износа и затупления рабочей части инструмента, Определяют обрабатываемость шлифуемого материала, устанавливают требуемые режимы шлифования обрабатываемой детали, абразивному инструменту задают взаимное относительное перемещение, в результате которого происходит съем припуска и формирование поверхности детали, причем перед выполнением шлифования определяют динамические характеристики упругой системы шлифовального станка и удельный износ абразивного инструмента и задают циклическую частоту вращения абразивного инструмента, определяемую из выражения (1 — Gz)г+16рг Я г 8Khг .m (1 (.К)) ! хания, соответствующий минимальной частоте, с, К вЂ” параметр, характеризующий обрабатываемость материала, н/м; (7 — удельный износ абразивного инструмента, м/Н. 1 табл.

Исходя из предположения, что величина радиального износа абразивного инструмента пропорциональна величине нормальной составляющей силы резания при шлифовании, получено выражение для функции У,(q), описывающей профиль круга вследствие его износа в течение определенного времени шлифования

1491678 ш (4 2(.))2+ ((„)2 I 2 ) 2Q » (. (о

2 со е (И (, ) + 2 pQ s n (у ()) +b, ((Q -(»2 ) В

<8(n(I» ) 2IIJ cns(QC))I (I) 10

15 п р — -(n Ûe+ П) ) sin(ni с)1) + (,1о

О О

+В„((Ы -и »В ) в(п (по» )-2(пя сои (nII2)+ (hQ

+е 2 пусса (Я,ь ) + --- (n2g2 2— (,) 2 +

Ио

О

+2 Г ) sin(ie, С)(Я

В установившемся режиме шлифования, ограничиваясь первой гармоникой в разложении функции 7 (q) в ряд

Фурье, выражение для периодической составляющей Y,(q) принимает вид )(» ((ф) (1-Йс) (a, cos(Q()+b, sin(g() ) (1 К) К Га (Q )-Ь 1 2$Ci)J)2 t b (1- К) К Га 2$Q+b» (Сдя Q )J f 2 (2)

m(4 g2ñä2+ (с 2 ц» 2 ) 2 ) ) 1. m(4)2сл2+ (Q2-у 2 ) 2Q ) I приравняв ее нулю, можно получить значение выражения для Сд, при котором А будет минимально. Выполнив указанные преобразования, получают следующее выражение для определения циклической частоты вращения:

Анализ выражения (2) показывает, что амплитуда А является функцией циклической частоты вращения абразив- 40 ного инструмента Я . Поэтому возможно минимизировать амплитуду А при задании вполне определенного значения И . Взяв производную dA/dß и. (3) 1 включающего виброзадающую и регистрирующую аппаратуру, либо выбирают из существующих каталогов динамических свойств упругих систем станков. Методика определения удельного износа абразивного инструмента и обрабатываемости шпифуемого материала в зависимости от условий реализации процесса шлифования заключается в проведении полного факторного эксперимента, Анализ выражения (3) показывает, 50 что для определения Я необходимо знать

1 динамические характеристики (m f,Ó ) упругой системы станка, удельный износ абразивного инструмента (6) и обрабатываемость шпифуемого материала (К). Динамические характеристики уп55 ругой системы станка определяют экспериментально с использованием виброиспытательного комплекса аппаратуры, (g) = (1 К )(а„+ .2 (a„cos (пы.)+

Iln 1

+b „s in (пЯ i) ) + 51((t „-Y) — --------1- х л \ -K(t) -ао) о ((, о) л — » (Л 1 (»Пс-е ((sin((2дс )+g сои (С», r )jК вЂ” m$4y 2n2g2+(n2y2 дуг ) г)

1»" о

I ю) а„((»2 -и и ) сои (псс,)+2(п»В

) sin(ng()-å ((() -n Q2 ) cos ((,1 T) + где G — удельный износ абразивного инструмента, м/Н;

К вЂ” параметр, характеризующий обрабатываемость материала, Н /м, 1

Я вЂ” соответственно минимальная о частота спектра собственных колебаний упругой системы станка, рад/с; ш — приведенная масса, соответствующая минимальной частоте, кг, 20 коэффициент затухания, соответствующий минимальной

I частоте, с

Я вЂ” циклическая частота вращения абразивного инструмента, рад/с, а1,Ь, — коэффициенты. ряда Фурье.

Амплитудное значение А периодической составляющей макрогеометрии рабочей поверхности абразивного ин30 струмента с учетом выражения (1) может быть представлено в следующем виде: б = 78 10 К, Результаты динамики изменения относительной амплитуды рабочей поверхности шпифональногс круга приведены в таблице (G3 — циклическая частота

45 вращения абразивного инструмента, А/А с- — отношение амплитуды волнистости к амплитуде приор =301,6 рад/с, Т = 10 мин, 5 1491678 6 переменными факторами при проведении тоте нращения шпинделя стлнкз 3Г71 которого являются режимы и время (базовый вариант), Эффективность шлифования (Т), а фиксируемыми пара- предлагаемого способа оценивают пуметрами являются износ режущего инст- тем изменения циклической частоты

5 румента (h), фактическое значение вращения абразивного инструмента по нормальной составляющей (P ), отжатие динамике роста амплитуды нолнистосупругой системы (Й). После обработки ти рабочей поверхности абразивного результатов эксперимента получают инструмента во времени, изменению функциональные зависимости б = (h, 10 микротвердости поверхностного слоя

Р, Т) и К = Г(Ь,Т), по которым мож- шпифуемых образцов, стойкости абранб рассчитать их численные значения эивного инструмента, для конкретных условий шлифования. Экспериментально определены динамические характеристики упругой сисЗадание циклической частоты враще- 15 темы плоскошпифовального станка ния абразивного инструмента, опреде- 3Г71, Минимальная частота спектра ляемой из выражения (3), позволяет собственных колебаний упругой системинимизировать динамику формирования мы станка при обработке на указанном волнистости на рабочей поверхности режиме составляет я = 754 7 ра /с — д с, абразивного инструмента, а следова- 20 приведенная масса, соответстнующая тельно, повысить стойкость абразивно- минимальной частоте m = 18 26 к

» кгв

Го инструмента и качество обрабатывае- коэффициент затухания, соответствуюмой поверхности, щий минимальной частоте, =31,4 с

Для осуществления способа Экспериментально определены функциоэкспериментально определяют дина- 25 нальные зависимости для расчета обмические характеристики ((>„ m, > )

У > рабатываемости материала К и удельноупругой системы шлифовального стан- го износа абразивного инструмента(У ка (либо выбирают иэ существующих при шлифовании стали 12Х2Н4А. каталогов динамических свойств упругих систем станков), удельный износ 30 (8) абразивного инструментз и обра— K 13570V S t Т

-,ооч р зЕ о тг о,224

У батываемость (К) шлифуемого материала.

Затем по формуле (3) рассчитывается циклическая частота вращения ((д) абразивного инструмента. Затем устанав- 3 Численные значения К и 6 для укг35 ливают требуемые режимы шлифования, занных режимов шлифования составляют задают рассчитанную частоту вращения К = 0,32 10 Н/м,G = 0,25 !О м/Н. абразивного инструмента и перемещают Определяют И по формуле (3). Я = относительно него обрабатываемую де- 690 рад/с. таль, осуществляя съем припуска. 40

Эксплуатационные испытания предлагаемого способа шлифования в сравнении с известным проведены на плоскошпифовальном станке 3Г71, оснащенном системой бесступенчатого изменения циклической частоты вращения шпинделя станка. Шпифование производилось кругом формы ПП 250х75х25, имеющим характеристику 24А25НСМ16К5. Шлифовались плоские образцы размером Анализ результатон„ приведенных в

150х50х20, жестко закрепленные на таблице, показывает, что минимальная столе станка, из стали 12х2Н4А относительная амплитуда соответству(HRC Ъ 60 ед) на режимах: скорость ет циклической частоте вращения, расстола V = 12 м/мин, глубина t=O 03 мм, считанной по формуле (3). Результаты поперечная подача S=20 мм/ход, время 55 проведенного эксперимента позволяют шлифования Т=10 мин. Базовая цикли- установить, что при шлифовании по баческая частота вращения абразивного эовому варианту с первых минут шлиинструмента (1 =301,6 рад/с, кото- фования на рабочей поверхности круга рая соответствует стандартной час- наблюдается непрерывный рост нолнис—

1491678 ше, чем при шлифовании известным способом. где Я вЂ” минимальная частота спектра о собственных колебаний уп1

25 коэффициент затухания, соответствующий минимальной частоте, с

К вЂ” параметр, характеризующий обрабатываемость материала, Н/и; — удельный износ абразивного инструмента, м/Н. руг ой сис темы с танка, рад/с; приведенная масса, соответствующая минимальной частоте, кг, 30

Q, рад/с 133 173 225 292 380 494 690 835 1085

А/А

4 10,6

1,26 1 32 1,13 1 086 06 0 1

Составитель В. Жиганов

Редактор А.Мотыль Техред М,Дидык

Корректор Н. Король

Заказ 3802/17 Тираж 662

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина,101 тости, что приводит к росту интенсивности колебаний упругой системы станка, а на обрабатываемой поверхности образуются циклические прижоги, круг теряет свои режущие свойства эа счет налипания шлифуемого материала на его рабочую поверхность. При шлифовании предложенным способом динамика роста волнистости значительно меньше (см. таблицу), в течение 10 мин шпифования не наблюдается возникновения колебаний в упругой системе, на шлифуемой поверхности не наблюдается образования прижогов, а на рабочую поверх ность круга не налипает шлифуемый материал . Круг длительное время сохраняет свои режущие свойства, его стойкость между правками в 3-4 раза выФормула изобретения

Способ шлифования, заключающийся в в определении обрабатываемости шпифуемого материала, установлении режимов обработки и задании детали и инструменту взаимного относительного перемещения, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости инструмента и качества обрабатываемой поверхности, определяют динамические характеристики упругой системы станка, удельный износ инструмента-и задают циклическую частоту вращения инструмента, определяемую по формуле