Способ суперфинишной обработки поверх-ностей деталей вращения

Способ суперфинишной обработки поверх-ностей деталей вращения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскид

Соцналнстичесник

Республнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (sa> 802004

* ,,/ -" р г г (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 280878 (2)) 2659837/25-08 с присоединением заявки HP (23) Приоритет

Опубликовано 0 7.0 2.81 Бюллетень ЙЯ 5

Дата опубликования описания 070281 (51)М. Кл.

В 24 В 35/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 621,923, . 5 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Я.Б.Клугман, И.ДаГебель, N,ß.Ñòàðêèíà, В:,Т .Самаринов;-- — -...-, Г.Л.Амитаи,М.C.Êëèáàíàâ,Â.È.Ïàðøèêcâ, А.).Ýûôîâ и.:II,.ФИрато а.

1 .в к

В (гХ:).j::1 к тиро,в,а к({71) Заявитель

Специальное конструкторское бюро по про шлифовального оборудования (5 4 ) СПОСОБ СУПЕРФИНИШНОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ

ДЕТАЛЕЙ ВРАЩЕНИЯ

Изобретение относится к области финишной обработки поверхностей вращения, например, подшипниковых колец, Известен способ суперфинишной обработки поверхностей деталей вращения при котором деталь вращают, а инструмент прижимают к ней и перемещают вдоль образующей обрабатываемой поверхности, при этом инструменту задают ультразвуковые колебания и низкочастотное осциллирующее движение

E1).

В известном способе усилие прижима инструмента к детали задается ,беэ учета геометрии образующей обрабатываемой поверхности, а требуемая геометрия (выпуклость) обеспечивается выстоями инструмента в концах хода, что не обеспечивает получение требуемой геометрической формы.

Целью изобретения является обеспечение требуемой геометрической формы иэделия.

Поставленная цель достигается тем, что усилие прижатия инструмента изменяют в пределах хода бруска, при этом частоту ультразвуковых колебаний выбирают в пределах

18-44 кгц с амплитудой от 1 до

10 мкм, а номинальное усилие прижима инструмента из карбида кремния и электрокорунда задают в пределах

2-30 кг/см и 20-100 кг/см для инструмента из алмазов и кубического нитрида бора.

На фиг. 1 представлен эскиз детали и профили образующих обрабатываемой поверхности; на фиг. 2 — компоновка устройства для осуществления способа; на фиг. 3,4 и 5 — модификации устройства; на фиг. 6 — график зависимости между съемом металла и амплитудой ультразвуковых колебаний.

Сущность способа поясняется фиг.1, на которой в верхнем левом углу представлен эскиз детали, в данном случае внутреннего кольца конического роликового подшипника с образующей

2О обрабатываемой поверхности АБ, а также инструмента, и изображены в увеличенном масштабе профили заготовок, детали после пробной обработки и заданный профиль детали.

Укаэанные профили представлена в прямоугольных координатах, прн этом на оси абсцисс отложены абсциссы

Х„ текущих сечений детали в интервале от Хр (точка А) до Х, (точка Б), ЗО .а по оси ординат — радиальные поло802004

40

$0 жения точек соответствующих профилей; масштаб по оси ординат примерно. на два порядка больше. масштаба по оси абсцисс °

Заданны профиль АБ детали по условилм работы подшипников должен быть прямолинейным или выпуклым в пределах допуска на размер готовой детали. Профиль заготовки отстоит от заданного профиля на величину Л; припуска, которая задается из условия удаления дефектного слоя, обусловленного условиями предварительн и обработки (шлифования).

Для осуществления обработки деталь приводят но вращение, к подлежащей обработке поверхности упруго прижимают инструмент, которому сообщают знакопеременное движение подачи вдоль образующей Л-Б, и сообщают колебания, с частотой 18-44 кгц и амплитуцой 1 — 10 мкм. Кроме того, инструменту может сообщаться движение низкочастотного осциллирования ндоль образующей A-Б, например, с частотой порядка 2,50 1/сек и амплитудой 0,1-3 мм. Номинальное усилие прижатия инструмента задают из условия обеспечения максимальной производительности, это усилие составляет 2-. 30 кгс/см для инструментов из карбида кремния и электрокорунда или 20 †1 кгс/см для инструмента из алмазов и кубического нитрида бора. В ходе обработки усилие прижатия выдерживают номинальным на участках с максимальным расстоянием

Ь, между профилем заготовки и заданным профилем детали; на остальных участках это усилие снижают н функции от теКущей разности съема при номинальном режиме и заданного съема в данном текущем сечении Х; .

Режим такого уменьшения усилия прижатия возможно осуществить следующим образом.

Предварительно при номинальном режиме обрабатывают, по меньшей мере, одну пробную деталь, предпочтительна обработка пробной партии, позволяющая исключить случайные погрешности индивидуальных заготовок. Заготовки замеряют перед обработкой, а готовые детали — после пробной обработки; это позволяет определить соответствующие профили (верхняя и нижняя линии на фиг. 1) и для каждого из текущих сечений

Х; определить фактический съем Ь .

Далее, в функции от текущей разности (Ь вЂ” ) съема при номинальном режиме и заданного съема определяют велйчину уменьшения усилия прижатия для данного сечения Х .

Возможно также вести обработку с непрерывным измерением радиуса в текущем сечении Х и заданием величины уменьшения номинального усилия прижатия инструмента к детали. функции от подлежащего удаления припуска в каждом сечении.

Обработку возможно вести с изменением усилия прижатия инструмента при его движении н одном направлении и поддержанием его постоянным при обработном движении, эта модификация способа осуществима при подаче инструмента под острым углом к образующей.

Устройство для осуществления способа при суперфинише детали 1 содержит (см. фиг. 2) шпиндель 2 и прижатый к обрабатываемой поверхности 3 инструмент — абразинный брусок 4, который наклеен на опранку 5, закрепленную н магнитострикционном преобразователе ультразвуковых колебаний б, подключенном к УЗ-генератору

7. Преобразователь б жестко соединен с пинолью 8, смонтированной н направляющих 9 суппорта 10 и жестко связанной с поршнем гидроцилиндра

11. Направляющие 12 продольного хода суппорта 10 параллельны образующей поверхности 3, направляющие 9 перпендикулярны направляющим 12. К цилиндру 11 подключен трубопровод 13.

На суппорте 10 смонтированы также гидроцилиндр 14 с поршнем 15„ жестко связанным со штоком 16. Гидроцилиндр

14 соединен с гидросистемой станка через трубопровод 17 (отверстие

18) и со сливным трубопроводом 19.

На конце штока 16 закреплен ролик 20, прижатый к неподвижному копиру 21 с регулируемым профилем, закрепленному на станине станка.

В модификации на фиг. 3 устройстно содержит датчик 22 формы образующей поверхности 3, установленный на кронштейне 23, вычислительный блок

24, задатчик 25, усилитель 26 и реверсивный двигатель 27, на валу которого закреплена шестерня 28, соединенная с зубчатой рейкой 29, жестко связанной со штоком 16.

Модификация по фиг. 4 снабжена дросселем 30 и обратным клапаном 31; кроме того, направляющие 12 составляют острый угол с образующей поверхности 3 детали 1.

В модификации устройства по фиг.5 предусмотрен кран 32 с рычагом-рукояткой 33, кран 32 закреплен на суппорте 10 и удерживается в среднем положении пружинами 34. Неподвижные упоры 35, смонтированные на станине станка, взаимодействуют с рычагoM рукояткой 33.

Устройство работает следующим образом. ()пиндель изделия 3 (фиг. 2) с закрепленной деталью 1 приводят во вращение; суппорту 10 сообщают движение осцилляции и продольной подачи. Включают ультразвуковой генератор 7 и посредством преобразователя

802004

6,с опракой 5 сообщают ультразвуковые колебания инструменту 4. По трубопроводам 17 и 13 подают жидкость в гидроцилиндр 11 и прижимают инструмент 4 к детали 1, перемещая пиноль 8 в направляющих 9. Сила прижатия инструмента пропорциональна давлению жидкости в гидроцилиндре 11.

Оно зависит от степени перекрытия отверстия 18 поршнем 15. При полностью закрытом отверстии 18 оно наибольшее и равно давлению в гидросис- 10 теме, которое устанавливается напорным золотником, не показанным на рисунке, а при полностью открытом — наименьщее. Степень перекрытия отверстия 18 зависит от перемещения поршня 15 и штока 16 при обкатывании ролика 20 по копиру 21. При переменной форме копира 21 изменяется степень перекрытия отверстия 18 при продольной подаче суппорта 10, соответственно изменяется усилие прижатия инструмента. Форму копира настраивают по ðåзультатам обработки пробных деталей.

Устройство, изображенное на фиг. 3, работает аналогично. Сигнал с датчика 22 и задающего программного устройства 25 обрабатывают в вычислительном устройстве 24, которое вырабатывает команду, поступающую через усилитель 26 на исполнительный элемент 27. Исполнительный эле- 30 мент 27, поворачивая шестерню 28, перемещеет рейку 29 и жестко связанный с ней шток 16; остальные элеMGнты рабстают так же как в модификации по фиг. 2. 35

В модификации устройства, изображенной на фиг. 4, продольная подача суппорта 10 под углом к образующей поверхности 3 вызывает перемещение в 40 радиальном направлении инструмента

4 и связанного с ним поршня гидроцилиндра 11. При продольной подаче слева направо поршень выталкивает жидкость из гидроцилиндра 11 чеРез 45 дроссель 30 и давление в гидроцилиндре возрастает; при продольной подаче справа налево жидкость поступает в гидроцилиндр 11 через дроссель 30 из трубопровода 17 и давление 50 на поршень уменьшается. Таким образом, сила прижима бруска 4 к детали 1 на правом краю поверхности 3 меньше чем на левом. Клапан 31 работает при отскоке инструмента 4 после окончания обработки, В модификации устройства по фиг,5 при продольной подаче суппорта 10 происходит переключение крана 32 при установке рукоятки 33 на упор 35.

При этом трубопровод 13 отсоединяется от слива (через отверстия 18 и

19) и давление в гидроцилиндре 11 увеличивается, Возможны другие модификации устройств, например, с использованием пневмоподжима инс=румента вместо гидроподжима. Переменное давление на брусок можно -"оздавать посредством пружины, Предлагаемый способ управления профилем может быть использован не только при ультразвуковом суперфинише, но и любом другом способе суперфиниша, когда наблюдается однозначное соответствие между давлением бруска и съемом металла.

Использование описанного способа позволяет повысить геометрическую точность обрабатываемых деталей, Формула изобретения

Способ суперфинишной обработки поверхностей деталей вращения, при котором деталь вращают, а инструмент прижимают к ней и перемещают вдоль образующей обрабатываемой поверхности, при этом инструменту задают ультразвуковые колебания и низкочастотное осцилирующее движение, отличающийся тем, что, с целью обеспечения требуемой геометрической формы иэделия, вдоль образующей поверхности усилие прижатия инструмента изменяют в предках одного хода бруска, при этом частоту ультразвуковых колебаний выбирают в пределах 18-44 кгц с амплитудой от 1 до 10 мкм, а номинальное усилие прижима инструмента из карбида кремния и электрокорунда задают в пределах 2-30 кг/см а для инструмента из алмазов и кубического нитрида бора — 20-100 кг/см .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мазальский В.Н. Суперфинишные станки. Л., "Машиностроение", 1974» с. 17,52-53.

802004

Емм1

16

1f

М

1 2 Я фиь. b

Составитель Ю. Курбатов

Редактор В. Большакова Техред М. Федорнак Корректор Г. Решетник

Заказ 10471/13 Тираж 926 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и отйрытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул . Проектная, 4