Способ ленточного шлифования сложнофасонных поверхностей

Способ ленточного шлифования сложнофасонных поверхностей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 3430751/08 (22) 17.05,82 (46) 15.02.92 Бюл. N. 6 (71) Витебское отделение Института физики твердого тела и полупроводников АН БССР (72) B.В,Клубович, Г.С.Басенок и Л.К,Коны. шев (53) 621.9.047 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 878513, кл. В 24 В 21/16, 1981, (54)(57)1. СПОСОБ ЛЕНТОЧНОГО ШЛИФОВАНИЯ СЛОЖНОФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ заготовки типа спиральных пружин, при котором периметр сечения заготовки охватывают лентой в форме кольцеИзобретение относится к обработке металлов резанием, а точнее к финишной обработке сложнофасонных поверхностей изделий, в частности спиральных пружин абразивными лентами, и может быть йспользовано в машиностроении.

Известен способ ленточного шлифования поверхности спиральных пружин; при котором весь периметр заготовки охватыва; ют лентой, предавая ей форму кольцевой петли, приводят ленту в движение, а заготовке сообщают продольные ультразвуковые колебания.

Недостатками указанного способа являются низкая производительность процесс, неравномерное качество обработки rio длине изделия, обрывы ленты, когда îíà проходит через узел колебаний.

При обработке пружин распространяющиеся в заготовке ультразвуковые колебания имеют стационарный характер s

„„SU „„1712130 А1 (5!)s В 24 В 1/04 //В 24 В 21/16 вой петли, сообщают ленте рабочее движение, а заготовке продольные ультразвуковые колебания, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества обработки и повышения производительности процесса за счет периодического изменения величины составляющих смещений ультразвуковых колебаний, к заготовке прикладывают знакопеременное низкочастотное осевое усилие.

2. Способ по и. 1,отл ич а ю-щи йс я тем, что в заготовке дополнительно возбуждают поперечные ультразвуковые колебания, сообщая их непосредственно обрабатываемому витку, каждом конкретном случае; а интенсивность амплитуды колебаний ослабевает по мере их распространения к свободному концу заготовки, поскольку происходит трансформация продольных колебаний в изгибные и крутильные. В результате при шлифовании происходит неравномерный сьем металла по длине заготовки.

Цель изобретения — улучшение качеству обработки и повышение производительности процесса за счет периодического изменения величины составляющих смещений ультразвуковых колебаний.

Цель достигается тем, что в заготовке. возбуждают стоячие ультразвуковые волны и прикладывают к ней знакопвременное низкочастотное осевое усилие, ббеспечивающее периодическое изменение величины составляющих смещений ультразвуковых колебаний. Дополнительно на заготовку подают поперечные ультразвуковые колеба1712130 ния, сообщая их непосредственно обрабатываемому витку.

Наиболее целесообразно применение способа при обработке спиральных пружин сжатия и растяжения, а также изделий торо- 5 идальной формы, имеющих круглое сечение. 8 качестве абразивных шлифовальных лент используют одно и двухсторонние ленты, в частности бесконечные ленты и ленты типа листа Мебиуса. 10

Для качественной обработки необходимо создать в заготовке ультразвуковые колебания, равномерные по интенсивности на всей длине, Кроме того, так как обработка наиболее эффективна в пучностях ультра- 15 звуковых колебаний, желательно, чтобы пучности колебаний перемещались. Этого можно достигнуть формированием резонансной системы (в этом случае в заготовке возбуждается стоячая волна) и наложением 20 знакопеременной низкочастотной осевой нагрузки на заготовку (в этом случае изменение угла наклона витков управляет явлением трансформации продольных ультразвуковых колебаний в изгибные и 25 крутильные, что ведет к периодическому изменению амплитуды колебаний, возбуждаемых в заготовке). Дополнительное наложение поперечных ультразвуковых колебаний на обрабатываемый виток позволя- 30 ет снизить усилие резания и интенсифицировать процесс.

Способ может быть осуществлен, следующим образом.

Заготовку, например спиральную пру- 35 жину сжатия или растяжения, закрепляют

Одним концом HB торце волновода, а другим — на нагружающем устройстве и растягивают или сжимают так, чтобы волновод и заготовка образовали резонансную систему, 40

Далее весь периметр сечения витка пружины охватывают кольцеобразной петлей, сформированной на абразивной ленте, и сообщают заготовке продольные ультразв; ковые колебания, Одновременно энакопе- 45 ременно изменяют усилие, развиваемое нагружающим устройством, причем изменение осевой нагрузки не должно превышать общего нагружающего.усилия, т,е. пружина находится в сжатом или растянутом состоя- 50 нии. Частота изменения нагружающего усилия берется в пределах 1 — 50 Гц. Абразивную ленту приводят в движение и вращают пружину вокруг продольной оси. сообщая заготовке поступательное движение отно- 55 сительно петли. Обрабатываемому витку пружины дополнительно сообщают попе. речные ультразвуковые колебания. Обработку пружины в,nyi до требуемого класса шероховатаст«.

Способ может быть реализован с помощью устройства, представленного на чертеже, Система содержит преобразователь 1 ультразвуковых колебаний с концентратором 2, который одним концом жестко крепится к преобразователю 1, питаемому от ультразвукового генератора (не показан), Другой конец концентратора в пучности колебаний контактирует с пружиной 3. Абразивную бесконечную ленту 4 размещают на шкивах 5 и 6. На ленте 4 выполнена кольцеобразная петля, охватывающая сечение витка пружины по всему его контуру. Для сообщения ленте 4 движения, перпендикулярно оси пружины, шкивы 5 и 6 соединены с электродвигателями 7 и 8. Свободный конец пружины 3 контактирует с торцом насадки 9, которая соединена с электромагнитом 10 в узле колебаний. С пружиной 3 контактирует торец концентратора 11, другой конец которого соединен с преобразователем 12 ультразвуковых колебаний, подключенным к ультразвуковому генератору (не показан). Концентратор .установлен перпендикулярно. продольной оси пружиСпособ шлифования поверхностей сложнофасонных заготовок, например спиральных пружин, как изображено на чертеже, заключается в следующем, Пружину 3 закрепляют на конце концентратора 2 в пучности колебаний, На абразивной ленте 4 формируют кольцеобразную петлю, продевают в эту петлю конец пружины 3 так, чтобы кольцеобразная петля ленты

4 охватывала сечение витка пружины по всему периметру, За"ем концентратор 11 вводят в контакт . витком пружины 3, на котором установлена петля ленты 4, Пружине 3 сообщают от преобразователя 1 ультразвуковые колебания вдоль ее продольной оси, а от преобразователя 12 ультразвуковые поперечные колебания, т.е. перпендикулярно ее продольной оси.

От электродвигателя 7 абразивной ленте 4 сообщают движение в направлении, перпендикулярном продолной оси пружины

3. Механизмом натяжения ленты 4 (не показан) задают необходимое усилие прижатия кольцеобразной петли к пружине 3. Затем включают электромагн«т 10 и он с силой F сжимает или растягивает пружину. Выключают электромагнит 10, «пружина 3 возвращается в исходное положение. Таким образом на пружину 3 в процессе обработки накладывают знакопе ре ченную. нагрузку, задавая определенный ««г:pean времени включения электромагн«. а 10. Затем пружине 3, преобразовате.-,ii> 1 концентрато 1712130 ром 2 и насадке 9 сообщают вращательное движение от приводного механизма (не по; казан). Одновременно с вращением пружины 3 абразивная лента 4, концентратор 11, преобразователь 12 за один оборот пружи-. 5 ны 3 перемещаются на ее шаг, вдоль оси., Когда лента 4 сместится полностью в одну сторону. пружине 3 сообщают движение в противоположную сторону. Электродвигатель 7 отключают и включают 10 электродвигатель 8 и тем самым ленте 4 сообщают. движение резания в противоположную сторону. В результате этого на изделии получают регулярный микрорельеф обработанной поверхности. Для интенсив- .15 ной обработки заготовки в системе преобразователь 1 — концентратор 2 — пружина 3 — насадка 9 возбуждают продольную сто. ячую волну, т.е. суммарная длина концентратора 2, пружины 3 и насадки 9 должна 20 быть кратна половине длины волны ультраЛ звуковых колебаний и, где и — целое число. Кооме того, вследствие сложной формы пружины 3 в ней возникают колебания 25 трех видов: продольные, изгибные и крутильные. Поскольку длина волны каждого вида ультразвуковых колебаний различна, все точки пружины совершают сложные icoлебания с большими ускорениями. 30

Для получения одинаковой интенсивности в каждой точке пружины осевой нагрузкой изменяют ее геометрические размеры и упругость и тем самым изменяют величины амплитуды колебаний этих волн. Кроме того, при обработке жестких пружин для получения одинаковой интенсивности дополнительно возбуждают поперечные ультразвуковые колебания непосредственно в обрабатываемом витке изделия. Абразивные зерна ленты 4, контактирующие с поверхностью пружины, описывают сложные траектории относительно ее поверхности, что позволяет осуществлять высокопроизводительное шлифование.

Кроме того, наложение динамического осевого усилия в процессе обработки позволяет более качественно осуществлять контроль за выявлением дефектов (микротрещин, внутренних раковин и др.).

Обработка пружин сжатия по предложенному способу позволила сократить время с 6 (по способу-прототипу) до 3 мин, а чистота поверхности возросла при этом с

Ra=0,17 0,28 до Из=0,09 мкм.

Следовательно, и рименение способа повышает производительность процесса шлифования в 1,5-2 раза, снижает шероховатость и позволяет удалить одинаковый дефектный слой по толщине на всей длине изделия.

1712130

Составитель В.Дрожалова !

Хехред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Редактор M.Áàíäóðà

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 496 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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