RU2111843C1

RU2111843C1 - Method of intermittent grinding

Info

Publication number: RU2111843C1
Application number: RU96116337A
Authority: RU
Inventors: Ю.С. Степанов; Б.И. Афонасьев; М.А. Бурнашов; М.Ф. Селеменев
Original assignee: Орловский государственный технический университет
Priority date: 1996-08-07
Filing date: 1996-08-07
Publication date: 1998-05-27

Abstract

FIELD: deep peripheral grinding of materials liable to defects, such as burns and microcracks. SUBSTANCE: grinding wheel includes fixed and movable parts at different graininess; grinding wheel is set in rotation at longitudinal feed relative to work. Fixed and movable parts of wheel are engageable by end surfaces due to the segmental grooves and projections; they are mounted for relative longitudinal motion on the condition of automatic change of height of wheel from B_min to B_max at change of direction of longitudinal feed. Amount of change of wheel height is selected to be multiple of distance between projections of microirregularities formed by abrasive grains and is determined by the following formula: B_max-B_min= n•l_cp/2, where h is any integral number; l_cp is mean distance between grains of fixed part of wheel determined by known methods. EFFECT: enhanced efficiency. 6 dwg

Description

Изобретение относится к глубинному периферийному шлифованию материалов, предрасположенных к дефектообразованию в виде прижогов и микротрещин. The invention relates to deep peripheral grinding of materials predisposed to defect formation in the form of burns and microcracks.

Известен способ прерывистого шлифования, при котором шлифовальному кругу с изменяющейся в окружном направлении зернистостью с участками, ограниченными кривыми переменного радиуса, сообщают вращение и перемещение относительно обрабатываемого изделия, кроме того, берут круг, каждый участок которого ограничен выпуклой кривой, при этом направление вращения круга периодически реверсируют [1]. Способ позволяет вести обработку с использованием всей периферийной рабочей части инструмента с сохранением преимуществ процесса прерывистого шлифования, повышающего его размерную и общую стойкость, а в совокупности с совмещением чернового и чистового проходов - производительность и качество обработки. A known method of intermittent grinding, in which a grinding wheel with a circumferentially varying grain with sections limited by curves of variable radius is informed of rotation and movement relative to the workpiece, in addition, a circle is taken, each section of which is bounded by a convex curve, while the direction of rotation of the wheel is periodically reverse [1]. The method allows processing using the entire peripheral working part of the tool while maintaining the advantages of the intermittent grinding process, increasing its dimensional and overall durability, and in combination with the combination of roughing and finishing passes, productivity and quality of processing.

Недостатком способа являются: постоянное присутствие вибраций, вносимых кривыми участками периферии круга, которые ухудшают шероховатость поверхностного слоя, сложность правки, усложнение кинематики станка и управления из-за необходимости реверса, что ведет к удорожанию способа шлифования. The disadvantage of this method is: the constant presence of vibrations introduced by the curved sections of the periphery of the circle, which worsen the roughness of the surface layer, the difficulty of dressing, the complexity of the kinematics of the machine and control due to the need for reverse, which leads to an increase in the cost of the grinding method.

В качестве прототипа выбран способ прерывистого шлифования кругом, состоящим по меньшей мере из двух соединенных между собой частей с разной зернистостью, изменяющейся в осевом направлении круга [2]. As a prototype, a method of intermittent grinding with a circle consisting of at least two interconnected parts with different grit, changing in the axial direction of the circle [2].

Недостатком способа является сложность изготовления абразивного инструмента, получение обрабатываемой поверхности различной шероховатости из-за взаимодействия заготовки и частей круга с различной зернистостью. The disadvantage of this method is the difficulty of manufacturing an abrasive tool, obtaining a machined surface of various roughness due to the interaction of the workpiece and parts of the wheel with different grain sizes.

Заявляемое изобретение решает задачу повышения стойкости инструмента, точности и производительности обработки с сохранением преимуществ процесса прерывистого шлифования. The claimed invention solves the problem of increasing tool life, accuracy and processing performance while maintaining the advantages of the intermittent grinding process.

Это достигается тем, что при способе прерывистого шлифования, при котором шлифовальному кругу, состоящему из двух частей с разной зернистостью, сообщают вращение и продольную подачу относительно обрабатываемой заготовки, при этом берут круг с неподвижной и подвижной частями, сопрягаемыми торцевыми поверхностями посредством выполненных на последних впадин и выступов сегментной формы и установленными с возможностью относительного продольного перемещения из условия автоматического изменения высоты круга с В_min до B_max при изменении направления продольной подачи, при этом величину изменения высоты круга выбирают кратной расстоянию между выступами микронеровностей, сформированных абразивными зернами, и определяют по формуле:
B_max - B_min = n•l_ср/2,
где
n - любое целое число;
l_ср - среднее расстояние между зернами неподвижной абразивной части круга, определяемое известными способами.This is achieved by the fact that with the method of intermittent grinding, in which the grinding wheel, consisting of two parts with different grain sizes, is informed of the rotation and the longitudinal feed relative to the workpiece being machined, while the wheel is taken with the fixed and moving parts mating with the end surfaces by means of the grooves made on the latter and projections of a segment shape and installed with the possibility of relative longitudinal movement from the condition of automatically changing the height of the circle from B _min to B _max when changing the pitch of the longitudinal feed, while the magnitude of the change in the height of the circle is selected as a multiple of the distance between the protrusions of the microroughness formed by abrasive grains, and is determined by the formula:
B _max - B _min = n • l _sr / 2,
Where
n is any integer;
l _cf - the average distance between the grains of the stationary abrasive part of the circle, determined by known methods.

На фиг. 1 схематично изображены инструмент для осуществления предлагаемого способа шлифования и его положение вне зоны резания, где высота B максимальна; на фиг. 2 - момент врезания, сближение частей круга, когда высота круга B минимальна; на фиг. 3 - процесс шлифования с минимальной высотой круга при продольной подаче справа-налево; на фиг. 4 - левая часть круга выходит из зоны резания, когда высота круга B максимальна; на фиг. 5 - процесс шлифования с максимальной высотой круга при направлении продольной подачи слева-направо; на фиг. 6 - правая часть круга выходит из зоны резания, когда высота круга B минимальна. In FIG. 1 schematically depicts a tool for implementing the proposed grinding method and its position outside the cutting zone, where the height B is maximum; in FIG. 2 - the moment of cutting, the rapprochement of the parts of the circle when the height of the circle B is minimal; in FIG. 3 - grinding process with a minimum wheel height with longitudinal feed from right to left; in FIG. 4 - the left part of the circle leaves the cutting zone when the height of the circle B is maximum; in FIG. 5 - grinding process with a maximum wheel height in the direction of longitudinal feed from left to right; in FIG. 6 - the right side of the circle leaves the cutting zone when the height of the circle B is minimal.

Предложенный способ прерывистого шлифования осуществляется следующим образом. The proposed method of intermittent grinding is as follows.

Абразивные части различной зернистости в нерабочем положении разведены и шлифовальный круг имеет максимальную высоту B_max (фиг. 1). При врезании в заготовку 1 левой, подвижной части круга 2, она благодаря особой конструкции инструмента сближается с правой, неподвижной частью 3, изменяя высоту круга до B_min (фиг. 2). Обработка с продольной подачей справа-налево ведется инструментом с B_min (фиг. 3).The abrasive parts of different grit in the inoperative position are divorced and the grinding wheel has a maximum height B _max (Fig. 1). When cutting into the blank 1 of the left, movable part of the circle 2, due to the special design of the tool, it approaches the right, stationary part 3, changing the height of the circle to B _min (Fig. 2). Processing with longitudinal feed from right to left is carried out by a tool with B _min (Fig. 3).

Как только левая часть круга 2 выйдет из зоны обработки и на нее перестанут действовать силы резания, правая часть круга 3 благодаря действующим силам резания провернет и сместит левую часть влево, увеличивая высоту круга до B_max (фиг. 4). При дальнейшей обработке, при смене направления продольной подачи инструмента слева направо, круг сохранит свою максимальную высоту B_max (фиг. 5). При выходе правой части из зоны обработки силы резания, действующие на левую часть, сблизят обе части круга 2 до величины B_min (фиг. 6).As soon as the left side of the circle 2 leaves the treatment zone and the cutting forces cease to act on it, the right side of the circle 3, thanks to the effective cutting forces, rotates and moves the left side to the left, increasing the height of the circle to B _max (Fig. 4). During further processing, when changing the direction of the longitudinal feed of the tool from left to right, the circle will retain its maximum height B _max (Fig. 5). When the right-hand side leaves the treatment zone, the cutting forces acting on the left-hand side bring both parts of the circle 2 closer to the value of B _min (Fig. 6).

Таким образом, предлагаемый способ прерывистого шлифования позволяет реализовать принцип неповторяющегося следа путем подбора высот B_max и B_min круга с учетом среднего расстояния между выступами микронеровностей, сформированных абразивными зернами, определяемого по формуле:
B_max - B_min = n•l_ср/2,
где
n - любое целое число;
l_ср - среднее расстояние между зернами неподвижной абразивной части круга, определяемое известными способами.Thus, the proposed method of intermittent grinding allows you to implement the principle of non-repeating marks by selecting the heights B _max and B _{min of the} circle, taking into account the average distance between the protrusions of microroughness formed by abrasive grains, determined by the formula:
B _max - B _min = n • l _sr / 2,
Where
n is any integer;
l _cf - the average distance between the grains of the stationary abrasive part of the circle, determined by known methods.

Это дает возможность повысить режущую способность абразивных частей круга и значительно улучшить шероховатость обрабатываемой поверхности. This makes it possible to increase the cutting ability of the abrasive parts of the wheel and significantly improve the surface roughness.

Пример. На внутришлифовальном станке мод. 3К228В шлифовали сквозное отверстие диаметром D₃ = 60 H7 (+ 0,03) и длиной l = 60 мм. Параметр шероховатости обрабатываемой поверхности R_a = 0,63 мкм. Припуск на сторону h = 0,2 мм. Материал заготовки - сталь 45, закаленная, твердость HRC_э = 45. Станок оснащен устройством для активного контроля обрабатываемых заготовок. Применялся шлифовальный круг, изготовленный из двух частей (см. фиг. 2, 4) с абразивными слоями, рекомендуемыми для этой стали (полная характеристика неподвижной части - 24А25ПС25К8А, подвижной - 24А16ПС25К8А). При внутреннем шлифовании рекомендуется D_к/D_з = 0,8...0,9. Поэтому был изготовлен круг диаметром D_к = 50 мм, минимальной высотой B_min = 50 мм, максимальной высотой B_max = 55 мм. Обработка проводилась при следующих режимах резания. Частоту вращения круга принимали n_к = 13000 мин^-1; частоту вращения заготовки принимали n_з = 200 мин^-1. Продольная подача согласно рекомендаций была установлена S_м = 5390 мм/мин. Поперечная подача для обычных кругов рекомендуется S_t _дв.х = 0,004 мм/дв. ход. Для данного специального круга принимали S_t _дв.х = 0,006 мм/дв.ход. Хотя обработка проводилась при повышенной производительности съема металла, появление прижогов на обработанных поверхностях зафиксировано не было.Example. On the internal grinding machine mod. 3K228V polished a through hole with a diameter of D ₃ = 60 H7 (+ 0.03) and a length l = 60 mm. The surface roughness parameter R _a = 0.63 μm. Side allowance h = 0.2 mm. The workpiece material is steel 45, hardened, hardness HRC _e = 45. The machine is equipped with a device for the active control of workpieces. We used a grinding wheel made of two parts (see Fig. 2, 4) with abrasive layers recommended for this steel (the full characteristics of the fixed part are 24A25PS25K8A, the movable 24A16PS25K8A). For internal grinding, it is recommended that D _k / D _z = 0.8 ... 0.9. Therefore, a circle was made with a diameter of D _k = 50 mm, a minimum height B _min = 50 mm, and a maximum height B _max = 55 mm. Processing was carried out under the following cutting conditions. The rotational speed of the circle was taken n _k = 13000 min ^-1 ; the rotation speed of the workpiece was taken n _s = 200 min ^-1 . The longitudinal feed according to the recommendations was set S _m = 5390 mm / min. Cross feed for normal circles recommended S _t _dv.kh = _0,004 mm / dv. move. For this special circle, S _t _dv.x = 0.006 mm / dv.hod was taken. Although the treatment was carried out with increased metal removal performance, the appearance of burns on the treated surfaces was not recorded.

Применение данного способа прерывистого шлифования кругом с автоматическим изменением высоты повышает производительность обработки в 1,8... 2 раза, позволяет исключить операцию получистового шлифования благодаря улучшению шероховатости поверхности на 1 - 2 класса. При этом расход абразивного инструмента снижаете на 25%. The use of this method of intermittent grinding with an automatic change in height increases the processing productivity by 1.8 ... 2 times, eliminates the operation of semi-grinding due to the improvement of surface roughness by 1 - 2 classes. At the same time, the consumption of an abrasive tool is reduced by 25%.

Claims

The method of intermittent grinding, in which the grinding wheel, consisting of two parts with different grit, is informed of the rotation and longitudinal feed relative to the workpiece, characterized in that they take a circle with a fixed and moving parts, mating end surfaces by means of segment shapes made on the last depressions and protrusions and installed with the possibility of relative longitudinal movement from the condition of automatically changing the height of the circle from B _min to B _max when changing the direction of the longitudinal feed, while the magnitude of the change in the height of the circle is selected as a multiple of the distance between the protrusions of the microroughness formed by abrasive grains, and is determined by the formula
B _max - B _min = n • l _sr / 2,
where n is any integer;
l _cf - the average distance between the grains of the stationary abrasive part of the circle, determined by known methods.