способ отделочной абразивной обработки отверстия с эллиптической поверхностью

Классы МПК:B24B1/00 Способы шлифования или полирования; применение вспомогательного оборудования в связи с такими способами (способы, отличающиеся использованием особых станков или устройств, см соответствующие рубрики для этих станков или устройств)
B24B19/08 для шлифования деталей с некруглым поперечным сечением, например валов с эллиптическим или многоугольным поперечным сечением 
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Орловский государственный технический университет
Приоритеты:
подача заявки:
2001-12-25
публикация патента:

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при шлифовании деталей с отверстиями с криволинейными эллиптическими поперечными сечениями. Обрабатываемой детали и шлифовальному шпинделю с кругом сообщают вращения и относительную продольную подачу. Для обеспечения бескопирной обработки ось вращения шлифовального шпинделя устанавливают под углом способ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 2211129 к оси вращения обрабатываемой детали. Величину угла определяют в зависимости от большой и малой полуосей обрабатываемой эллиптической поверхности отверстия. Используют круг с периферийной режущей поверхностью, разделенной при правке на две равные по высоте части. Обработку ведут с круговой подачей врезания вокруг точки пересечения осей детали и круга. Такие действия расширяют технологические возможности и повышают точность и качество обработки. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

Формула изобретения

1. Способ отделочной абразивной обработки отверстия с эллиптической поверхностью, включающий вращения обрабатываемой детали и шлифовального шпинделя с кругом и продольную подачу, отличающийся тем, что ось вращения шлифовального шпинделя устанавливают под углом способ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 2211129 к оси вращения обрабатываемой детали, при этом величину угла определяют по формуле:

способ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 2211129= arc cos(b/a),

где а и b - соответственно, большая и малая полуоси обрабатываемой эллиптической поверхности отверстия.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют круг с периферийной режущей поверхностью, разделенной при ее правке на две равные по высоте части, при этом при нахождении в процессе продольной подачи точки пересечения осей вращения обрабатываемой детали и круга справа от детали обработку ведут дальней от обрабатываемой детали приторцовой частью круга, а при нахождении упомянутой точки внутри детали или слева от нее - ближней к обрабатываемой детали приторцовой частью.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что для снятия общего припуска под шлифование осуществляют подачу врезания круговым движением круга вокруг точки пересечения осей вращения детали и круга с изменением угла способ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 2211129 в сторону его уменьшения.

4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что осуществляют разворот круга относительно шпинделя с увеличением угла способ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 2211129 его наклона к плоскости, перепендикулярной оси вращения круга, для восстановления величины наружного диаметра круга при его износе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлообработке шлифованием и может быть использовано при изготовлении деталей с отверстиями с криволинейными эллиптическими поперечными сечениями.

Известен способ отделочной обработки вогнутой тороидальной поверхности типа желоба наружного кольца радиального шарикоподшипника дисковым инструментом, при котором подвод инструмента к изделию и врезание осуществляют одним круговым движением, при этом ось поворота шпинделя располагают от оси изделия на расстоянии, равном радиусу круговой оси желоба изделия, а ось вращения инструмента по отношению к оси изделия располагают под углом по приведенной формуле [1].

Однако этот способ имеет ограниченные технологические возможности и узкую специализацию, при этом требует изготовления сложной и дорогой оснастки для его реализации, не позволяет обрабатывать эллиптические внутренние поверхности и не обеспечивает независимости профиля обработанного изделия от диаметра шлифовального круга.

Известен способ расточки отверстий с эллиптической поверхностью, основанный на том, что проекция окружности на наклонную поверхность дает эллипс [2]. Обработка производится вращением резца, укрепленного в шпинделе станка, и подачей под углом к заготовке, установленной на суппорте.

Известный способ имеет ограниченные технологические возможности и узкую специализацию и не пригоден для абразивной обработки отверстий с эллиптической поверхностью, при этом требует изготовления специальной оснастки и длительного времени наладки для его реализации, кроме того, не решен вопрос осуществления подачи врезания при неоднократных проходах.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей способа, повышение точности и качества обработки внутренней эллиптической поверхности, снижение величины шероховатости и решение вопроса по осуществлению подачи врезания при неоднократных проходах, а также обеспечение независимости профиля обработанного изделия от диаметра шлифовального круга.

Поставленная задача достигается предлагаемым способом отделочной абразивной обработки отверстия с эллиптической поверхностью, заключающимся в том, что ось вращения шлифовального шпинделя устанавливают к оси вращения обрабатываемой детали под углом способ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 2211129, который определяют по формуле

способ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 2211129=arc cos(b/a),

где а и b - соответственно большая и малая полуоси обрабатываемого эллипса.

Причем периферийную режущую поверхность круга при правке делят на две равные по высоте поверхности: дальняя от обрабатываемой детали, приторцовая часть работает тогда, когда т. О пересечения осей вращения детали и инструмента находится справа от обрабатываемой детали благодаря продольной подаче, ближняя от обрабатываемой детали приторцовая часть работает тогда, когда т. О пересечения осей вращения детали и инструмента находится в обрабатываемой детали или слева от нее.

При этом подача врезания для снятия общего припуска, оставленного под шлифование, осуществляется круговым движением вокруг т. О, изменяя угол способ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 2211129 в сторону уменьшения.

Кроме того, по мере износа и затупления круга производят правку, при которой наблюдается уменьшение наружного диаметра. Для восстановления последнего круг разворачивают относительно шпинделя, увеличивая угол способ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 2211129 наклона его к плоскости, перпендикулярной оси вращения круга.

На фиг. 1 представлена схема реализации способа отделочной абразивной обработки отверстия с эллиптической поверхностью; на фиг.2 - вид слева по А на фиг.1; на фиг. 3 представлена схема реализации способа отделочной абразивной обработки отверстия с эллиптической поверхностью максимально изношенным кругом; на фиг. 4 - вид слева по Б на фиг.3.

Способ отделочной абразивной обработки отверстия с эллиптической поверхностью основан на том, что проекция окружности на наклонную плоскость дает эллипс. Отделочная абразивная обработка предварительно расточенного отверстия производится вращающимся шлифовальным кругом 1, закрепленным на шпинделе, например, внутри шлифовального станка, с обеспечением продольной подачи Sпр. Ось вращения шлифовального шпинделя с кругом 1 располагают под углом способ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 2211129 к оси вращения заготовки 2, установленной, например, в передней бабке станка. Угол способ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 2211129 определяют по формуле

способ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 2211129=arc cos(b/a),

где а и b - соответственно большая и малая полуоси обрабатываемого эллипса.

Круг 1 может располагаться на шпинделе как параллельно, так и наклонно под углом способ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 2211129 к плоскости, перпендикулярной к оси вращения, и закреплен на шпинделе посредством крепежных фланцев 3 со скошенными торцами и гайки. Плавное регулирование угла способ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 2211129 наклона круга 1 осуществляется с помощью взаимного поворота фланцев 3, у которых скошенные торцы выполнены под углом способ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 2211129max/2 причем поворот одного фланца с одного торца на какой-то угол относительно оси должен соответствовать повороту на такой же угол другого фланца с другого торца круга.

Перед началом шлифования новым стандартным кругом его периферийную режущую поверхность правят, деля на две равные по высоте части 4 и 5 поверхности, где крайняя приторцовая часть 5 работает тогда, когда т. О пересечения осей вращения детали и инструмента находится справа от обрабатываемой детали (согласно фиг.1 и 3) благодаря продольной подаче Sпр, приторцовая часть 4 работает тогда, когда т. О пересечения осей вращения детали и инструмента находится в обрабатываемой детали или слева от нее. Наружный диаметр D нового круга равен 2а, т.е. величине, большей оси обрабатываемого эллипса.

Для снятия общего припуска t, оставленного под шлифование, необходима поперечная подача Sспособ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 2211129 врезания, которая осуществляется круговым движением вокруг т. О пересечения осей вращения детали и инструмента, изменяя угол способ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 2211129 в сторону уменьшения.

По мере износа абразивного круга и его затупления необходима правка, в результате которой происходит уменьшение наружного диаметра, поэтому для восстановления наружного диаметра обрабатываемого инструмента круг разворачивают относительно шпинделя, увеличивая угол способ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 2211129 наклона его к плоскости, перпендикулярной оси вращения круга.

Максимально возможный угол способ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 2211129max поворота круга относительно шпинделя равен углу способ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 2211129, при этом диаметр круга будет равен 2b малой оси обрабатываемого эллипса. При меньшем диаметре круга обработка эллипса данного размера невозможна. Оставшийся абразивный инструмент можно использовать для обработки эллиптических отверстий меньших размеров.

Пример. Проводили отделочную абразивную обработку отверстия с криволинейной эллиптической поверхностью (заменяющее шпоночное соединение) полумуфты на внутришлифовальном станке мод. 3К228В. Материал обрабатываемой детали - сталь 45 ГОСТ 1050-74 (НВ 260), большая ось эллиптического отверстия - 2а= 125 мм, малая - 2b=104,26 мм, длина обработки 50 мм, абразивный круг Dmax= 125 mm, d=32 мм, Н=20 мм, 24А25 см 17К43 ГОСТ 2424-83.

Режимы обработки: скорость обрабатываемой детали 40 м/мин, минутная продольная подача Sпр= 5390 мм/мин, скорость вращения инструмента 20 м/с, припуск под шлифование t=0,3 мм на сторону, угол наклона шлифовального шпинделя к оси вращения детали способ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 2211129=arc cos(53,83/62,5)=30o32", где 53,83=(54,13-0,3) мм - величина малой полуоси заготовки, для снятия припуска t=0,3 мм шлифовальный шпиндель был повернут в общей сложности до величины угла способ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 2211129=30o (на Sспособ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 2211129 = 0способ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 221112932способ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 2211129). Поперечная круговая подача круга - Sспособ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 2211129=0,015 мм/дв. ход (Sспособ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 2211129 = 0способ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 2211129001способ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 221112936способ отделочной абразивной обработки отверстия с   эллиптической поверхностью, патент № 2211129/дв.ход).

Обработку осуществляли за 20 проходов с охлаждающей жидкостью - эмульсией. Абразивная обработка по предлагаемому способу позволила получить эллиптическую внутреннюю поверхность нужного качества и шероховатости (Ra=0,63 мкм) без прижогов и микротрещин.

Предлагаемый способ отделочной абразивной обработки отверстия с эллиптической поверхностью позволяет расширить технологические возможности получения точных криволинейных поверхностей и относится к бескопирным кинематическим способам. Он позволяет повысить точность и качество обработки внутренней эллиптической поверхности, снизить величину шероховатости и обеспечить независимость профиля обработанного изделия от диаметра шлифовального круга.

Источники информации, принятые во внимание

1. А. с. 563272, МКИ В 24 В 19/06. Способ отделочной обработки вогнутой тороидальной поверхности типа желоба наружного кольца радиального шарикоподшипника. Гаврилов В. П., Колпаков Д.И. Заявка 1859111/08, заяв. 18.12.72. опуб. 30.06.77. Бюл. 24.

2. Карелин Н.М. Бескопирная обработка цилиндрических деталей с криволинейными поперечными сечениям. - М.: Машиностроение, 1966, С 11-13, рис. 10 - прототип.

Класс B24B1/00 Способы шлифования или полирования; применение вспомогательного оборудования в связи с такими способами (способы, отличающиеся использованием особых станков или устройств, см соответствующие рубрики для этих станков или устройств)

устройство для шлифования абразивными кругами -  патент 2522503 (20.07.2014)
способ обработки цилиндрических поверхностей сапфировых деталей, сапфировая плунжерная пара и насос-дозатор на ее основе -  патент 2521129 (27.06.2014)
способ бесцентрового шлифования высокотвердого порошкового материала -  патент 2519173 (10.06.2014)
способ заточки лезвий коньков -  патент 2518027 (10.06.2014)
способ удаления заусенцев с малогабаритных деталей -  патент 2516326 (20.05.2014)
изделие для обработки поверхности и способ его изготовления -  патент 2515428 (10.05.2014)
способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего сгорания пд-10м -  патент 2511156 (10.04.2014)
способ изготовления режущих керамических пластин из нитридной керамики -  патент 2491367 (27.08.2013)
способ полировки алмазных пластин -  патент 2483856 (10.06.2013)
способ финишной обработки полости гильзы цилиндра двс и устройства для его осуществления -  патент 2482951 (27.05.2013)

Класс B24B19/08 для шлифования деталей с некруглым поперечным сечением, например валов с эллиптическим или многоугольным поперечным сечением 

способ и шлифовальный станок для полного шлифования коротких и/или стержневидных обрабатываемых деталей -  патент 2441739 (10.02.2012)
абразивный круг для обработки валов гиперболических профильных соединений и протяжного инструмента с гиперболическим профилем -  патент 2401191 (10.10.2010)
устройство для шлифования профильных валов -  патент 2267393 (10.01.2006)
самоцентрирующая головка для шлифования эллиптических поверхностей валов -  патент 2211134 (27.08.2003)
головка для шлифования эллиптических поверхностей валов -  патент 2211133 (27.08.2003)
шлифовальная головка -  патент 2211132 (27.08.2003)
способ финишной абразивной обработки наружных эллиптических поверхностей -  патент 2211130 (27.08.2003)
головка для охватывающей абразивной обработки эксцентрических валов и винтовых поверхностей винтов -  патент 2170162 (10.07.2001)
способ шлифования тел вращения некруглого сечения -  патент 2153969 (10.08.2000)
Наверх