Способ шлифования плоских поверхностей

Способ шлифования плоских поверхностей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке направляющих станин с образованием на их поверхности регулярного микрорельефа. Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет образования регулярного микрорельефа с заданной величиной шага. Шлифование производят торцом круга с расчетным распределением зерен по режущей кромке. Зерна расположены по концентрическим кольцам с постоянным шагом. Расстояние между двумя ближайшими зернами соседних колец равно шагу между зернами кольца. Наружный радиус круга определяют по математической формуле с учетом размера зерен, концентрации их в рабочем слое и заданной величины шага регулярного микрорельефа. 5 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4304451/25-08 (22) 14.09.87 (46) 15.01.90. Бюл. Г 2 (71) Иосковское производственное объединение "Станкостроительный завод им. С.Орджоникидзе" и Научно-производственное объединение по природным и синтетическим алмазам и алмазному инструменту (72) В,П.Белоусов, В.И.Борисов, Е,Ю.Глуздовская, И.Я.Иэраилович, l0.Г.Емельянов, В.И.Рудаков и Н,И.Селиванов (53) 621. 923 5(088.8) (56) Терган В.С. Плоское шлифование.

И.: Вы школаа, 1969, с. 83-88, Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при шлифовании направляющих станин с образованием на них регулярного микрорельефа (РИР).

Цель изобретения - образование регулярного микрорельефа с заданной величиной шага.

На фиг,1 приведена схема взаимного расположения обрабатываемого изделия и шлифовального круга; на фиг.2то же, вид в плане; на фиг.3 - расчетная схема определения параметров (51) 5 В 24 В 7/02 7/14

2 (54) СПОСОБ !ЧЛИфОВАНИЯ ППОСКИХ ПОВЕРХНОСТЕй (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке направляющих стайн с образованием на их поверхности регулярного микрорельефа. Цель изобретения — расширение технологических возможностей за счет образования регулярного микрорельефа с заданной величиной шага. !!лифование производят торцом круга с расчетным распределением зерен по режущей кромке. Зерна расположень1 по концентрическим кольцам с постоянным шагом. Расстояние между двумя ближайшими зернами соседних колец равно шагу между зернами кольца.

Наружный радиус круга определяют по математической формуле с учетом размера зерен, концентрации их в рабочем слое и заданной величины шага регулярного микрорельефа. 5 ил., 2 табл. размещения абразивных зерен в рабочем слое шлифовального круга; на фиг.4 узел I на фиг.3; на фиг,5 - схема расчета величин шага регулярного микрорельефа (РИР).

Способ реализуется следующим образом.

Первоначально задаются параметры формируемого PMP на детали 1: величина шага РИР и глубина канавки, в ссответствии с которыми подбирается шлифовальный круг 2. з 1535701

Величина шага регулярного микрорельефа Н зависит как от параметров круга: радиуса Е, ширины режущей кромки b, так и параметров рабочего слоя: Х„ — номинального размера режущих зерен, концентрации К, а также ширины обрабатываемого изделия ве

Эта зависимость определяется по формул 10 е

Ь

650 (R — -) ?;, n

Н— ь a (R — -) - <-Pb»:

2 где п — число концентрических рядов

15 зерен по ширине режущей кромки, опредепеемое по рпрмупе ь .Е к и = jnt(— -) °

Х 1»» Ь50

Таким образом, шаг микрорельефа H является функцией пяти аргументов:

R, b, Х„, К, а. Поскольку, необходимо обеспечить заданный. шаг микрорельефа

Н, то в левой части формулы (1) сто- 25 ит известное число, Поэтому при заданной величине Н, а также заданной ширине обрабатываемого изделия а соотношение (1) в общем случае является одним уравнением, содержащим четыре неизвестные величины: R, Ь, Х„, К.

При этом параметрь< круга должны удовлетворять неравенству

Ъ 1

R-- — ⠰

2 (2) 35

Соотношение между параметрами Е, Ь Х К при котором .обеспечивается I <<Ф У заданная величина шага Н, может быть получено из уравнения (1) путем реше;40 ния его относительно любого иэ указанных параметров R, Ь, Х, К. В качестве такого параметра выбран наружный радиус круга R, Далее в результате алгебраических 45 преобразований определяется заявляемое соотношение

Н-а

Ь

R = — +

2 (3),0

»2 Ь

В каждом конкретном случае, при заданной величине Н существует множество значений К Ь, Хн К f1pH KQTo 55 рых достигается заданный шаг Н микрорельефа.

Зернистость круга, которая определяет величину номинального размера зерна Х„, подбирается исходя из заданной глубины канавки образуемого при шлифовании рельефа, При этом глубина канавки составляет 30-35 „ X „.

Концентрация К абразивных зерен определяется исходя из заданной про" изводительности обработки и максимальной стойкости круга. Ширина режущей кромки Ь определяется экспериментально с учетом условий теплоотвода и максимальной режущей способности круга.

Диапазоны допустимого изменения управляемых величин: ширины, режущей кромки Ь, номинального размера зерен Хн и концентрации К зерен я рабочем слое следующие: 2 м » b » 10 мм;

0,1 мм < X> а 0,7 мм; 12,5" » V. 250:;.

Далее. при заданной ширине обрабатываемого изделия а., определеннь<х величинах Х„, b, К рассчитывают величину наружного радиуса круга R в соответствии с формулой (3), При этом необходимо также проверить выполнение неравенства (2), Зерна на рабочей поверхности круга располагаются в соответствии со схемой на фиг.3, т,е. они располагаются на равноудаленных друг от друга кольцах и в пределах каждого из колец также равноудалены друг от друга. При этом предполагается, что расстояние между двумя соседними зернами, расположенными на каждом из колец, приближенно совпадают с расстояниями между двумя соседними зернами на соседних кольцах. Такое равенство имеет место при выполнении условия д1 = Д.д»; (»») где h R — величина шага между кольцами, Й1 — величина шага между зернами на каждом иэ колец.

Расстояния крайних колец от наружной и внутренней режущих кромок предГ полагаются одинаковь|ми и равными величине ЬR, Указанная схема размещения соответствует наиболее равномерному плоскому размещению зерен, если пренебречь кривизной рабочей поверхности круга, что в данном случае вполне допустимо, так как ширина режущей кромки Ь мала по сравнению с радиусом круга R, Величина шага между кольцами» К определяется исходя из заданных размеров круга R, Ь, номинального размера зерен Х„, концентр.-ции К по Формуле

1535701 (5) Гь

= "ЧЧ (6) 10

2«Г, 2 «Е; дГ42 (9) где Д1 = ДР1? - шаг между зернами, 45 рассчитываемый вдоль концентрических окружностей (фиг.5).

Так как относительное изменение величин 1,; по сравнению с величинами 50 наружного Р и внутреннего R-Ь радиусов мало, то с достаточно малой погрешностью при расчете количеств N; можно заменить величины R; на среднее

b 55 значение радиуса R — —. СоответственЬ вЂ” (n -»ДК

ДК вЂ” — — — — — ——

2 (18) . С другой стороны, величина удвоенного шага по краям (2ДК) должна быть меньше величины нага между кольцами

ДR. В противном случае укладка колец не будет наиболее плотной - на рабочей поверхности можно разместить еще одно кольцо. С учетом этого из выражения (18) следует неравенство где — ----,я2--, 650хн к Жь

n — число колец, определяемое по формуле

Ниже приводится подробный вывод формулы (5). фактическое количество режущих

l зерен, приходящееся на единицу плоц<ади режущей поверхности, определяется по формуле

К

Ь50Х „

Обц<ее количество режущих зерен на рабочей поверхности определяется как произведение числа и на плоц<адь раP бочей поверхности круга

S = 6 (2Rb — Ь2)

Ky(2Fb — b2)

<<., = пр БкР 650 у (7) 25

С другой стороны это суммарное количество И при описанной выше схеме размещения зерен может быть подсчитано как сумма количеств зерен, расположенных на кольцах. Радиус i-го кольца при этой схеме определяется по формуле -члена убывающей арифметической прогрессии

F,, = Г., — (1 — »дк, (е) где i — номер кольца, начиная с на- 35 ружного с радиусом R

n — - количество колец.

Количество зерен, размещенных на

i-ом кольце, определяют по формуле но вместо формулы (9) можно использовать формулу.! 2«(R — -) . ь

1 J (10) дк

Суммарное количество зерен определится как сумма количеств (! О) по всем и кольцам и n+u (R — -)

11 = 11. (11)

ДГ, В результате приравнивания двух выражений (7) и (11) для суммарного количества зерен получается равенство

K «(2Rb — Ь ) " 2

В результате сокращения левой и правой частей соотношения (12) на множитель 12 (à — -„) и решения его отно2 сительно ДГ для последней величины получается формула

650 Х<, 1

bF,= — — — "n (13) -,1. к ь

650 Хн

С учетом обозначения

42 К Ь формула (13) соответствует формуле (5). Вывод формулы (6) для определения количества колец и осуществляется следующим образом, На фиг.3 обозначены через hR расстояния от наружного кольца радиусом

R< до наружного радиуса R и от внутреннего кольца радиусом К„ до внутреннего радиуса R — Ь. В силу этого

+ДГ. = R; (14)

F.„- <<,< . -- R - Ь. (15)

Так как R > = R, — (n — »ДК, то равенство (15) переписывается в виде

К вЂ” (n — 1)ДR — ДЙ = R — Ь, (16)

В результате вычитания из равенства (14) равенства (16) получается соотношение, связывающее величины Д R (шаг по краям) и ДЕ (шаг между кольцами) и и (количество колец)

?д% + (и — »ДГ = Ь. . (17)

В разрешенной относительно ДR форме соотношение (17) имеет вид! 53570 !

Ь - (п — 1+R 6К

О. ---------- =-

2 . 2 (19) или we

ОйЬ - (n - 1)kR(5R. (20) 5

Учитывая связь между величинами

$R и и (имеется функциональная зависимость (5)) и в результате подстановки этой зависимости в неравенство (20) получается неравенство, содержа- 1О щее одну неизвестную величину и

0 < Ь - (и — 1) n II с п . (21)

В результате алгебраических преобразований

О Ь вЂ” п (+ n(e ng 15

, получается неравенство

0 b — и ((0.

Анализ этого неравенства показыва( ет, что оно эквивалентно уравнению

b-п21=О, 20 решение которого

Ь и = int(-), 1 где int(...) означает ближайшее целое число, 25 с учетом введенного обозначения для

;величины )

1-, 2 К.Ь ,окончательное выражение для количества колец записывается в виде

30 и = int(-- - --).

Ь 42 К (22)

Х, ь50 к

В результате подставки формулы (22), в формулу (3) получаем искомую формулу

Ь Н а 35

R=- +

1

2 (23)

Пример. Необходимо произвести 40 обработку направляющих станин шириной поверхности а = 100 мм.

Из специальных экспериментов, проведенных для 4-х вариантов различных материалов пар сопрягаемых деталей 45 ползун-станина, определены следующие величины оптимального шага регулярного микрорельефа, приведенные в табл. 1.

Таблица 1

Номер сопрягаемой Оптимальная велипары материалов чина шага микрорельефа Н, мм

0,60

0,69

1,08

0,15

Обработку проводят чашечными кругами с различными величинами Ь, К, K» R, подбираемыми в указанном выше диапазоне, исходя из обеспечения заданных величин Н (табл. 1) °

При этом круги изготовлялись на органической связке Б-156 и оснащались зернами из гексанита различной зернистости, Для первого из вариантов (для получения Н = 0,60 мм) использовались зерна 100/80 (номинальный размер зерна 0,1 мм) при концентрации

12,5», шириной режущей кромки b = 4 мм.

По формуле (23) рассчитывается радиус круга R, необходимый для обеспечения заданного шага Н = 0,6 мм. В результате подстановки в формулу (23) значений Хи = 0,1 мм; Ь = 4 мм; К =

12,5l определяется значение радиуса круга К = 125 мм, Проверка соотношения (2), обеспечивающего регулярности микрорельефа, показывает, что при таких значениях R, Ь и а оно удовлетворяется:

125 - 4 > --- ° ,)2

Значения параметров Х„, Ь, К и рассчитываемые по формуле (22) соответствующие этим величинам величины радиуса круга R для остальных вариантов приведены в табл, 2.

Та бли ца 2

Вариант Х„, b мм мм

К, R, мм

96

1 О 1 4 12 5

2 0 l 10 12 5

3 07 10 250

4 О 2 250

Проверка соотношения (2), проведенная для второго, третьего и четвертого примеров реализации способа, по" казывает, что это соотношение выполняется, Формула изобретения

Способ шлифбвания плоских поверхностей с образованием регулярного микрорельефа, при котором вращающемуся кругу с торцовой рабочей поверхностью и детали сообщают относительное возвратно-поступательное перемещение вдоль продольной оси симметрии поверхности обрабатываемой детали, ю щ и й

5701

II a

1О

153 целью расширения технологических возможностей за счет образования регулярного микрорельефа с заданной величиной шага, берут круг с расположением зерен по концентрическим кольцам с постоянным для всех колец шагом между соседними зернами, а расстояние между двумя ближайшими зернами соседних колец равно шагу между зернами в пределах кольца, при этом наружный радиус круга R определяют по формуле:

650 . Ъ .в -

H — (----Хг ) т i t(2й )) 2, ЯЬ Хя 50

5 где Ь вЂ” ширина режущей кромки;

Н вЂ” заданная величина шага регулярного микрорельефа( а — ширина обрабатываемой детали °

К - концентрация зерен в рабочем слое

Х вЂ” номинальный размер зерен; н

int(. ..) — целая часть числа.

1535701 айЯ

Составитель И ° Галкин

Редактор М.Товтин Техред М.Дядык Корректор Т.Палий

Заказ 75 Тираж 595 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,1О1