Разработка конструкции специального приспособления для фасонной правки шлифовального круга Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

сб. науч. тр. ; под ред. В. В. Евстифеева. — Омск : ОмГТУ, 1999. - С. 130-134.

4. Робототехника и гибкие автоматизированные производства [Текст]. В 9 кн. Кн. 5. Моделирование робототехнических систем и гибких автоматизированных производств : учеб. пособие для втузов / С. В. Пантюшин [и др.] ; под ред. И. М. Макарова. — М. : Высш. шк., 1986. — 175 с.

5. Масягин, В. Б. Матричные алгоритмы моделирования конструкции сборочной единицы и технологической схемы сборки [Текст] / В. Б. Масягин // Механика процессов и машин : сб. науч. тр. ; под ред. В. В. Евстифеева. — Омск : ОмГТУ, 2000. — С. 189 — 192.

6. Чарнко, Д. В. Основы проектирования механосборочных цехов / Д. В. Чарнко, Н. Н. Хабаров / М. : Машиностроение, 1975. — 237 с.

7. Мартынов, В. Г. Применение сетей Петри при моделировании управления технологическими процессами сборочного производства / В. Г. Мартынов, В. Б. Масягин // Омский научный вестник. Сер. Приборы, машины и технологии. — 2014. — № 1 (127). — С. 134—137.

МАРТЫНОВ Виктор Геннадьевич, аспирант кафедры технологии машиностроения. Адрес для переписки: corsairsr@mail.ru

Статья поступила в редакцию 29.04.2015 г. © В. Г. Мартынов

УДК 621.924 П. В. НАЗАРОВ

Е. В. ВАСИЛЬЕВ А. Ю. ПОПОВ

Омский государственный технический университет

РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ СПЕЦИАЛЬНОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ФАСОННОЙ ПРАВКИ ШЛИФОВАЛЬНОГО КРУГА_

В статье проводится анализ существующих инструментов для правки фасонных поверхностей, анализируются существующие схемы фасонной правки абразивного круга и разрабатывается специальное приспособление для выбранного метода правки. Ключевые слова: правка шлифовального круга, приспособления для правки круга, профильное шлифование, абразивный инструмент, формообразование, точность. Статья выполнена при поддержке Минобрнауки РФ в рамках договора № 02.G25.31.0099 в рамках постановления Правительства Российской Федерации №218 «О мерах государственной поддержки развития кооперации российских высших учебных заведений и организаций, реализующих комплексные проекты по созданию высокотехнологичного производства» от 9 апреля 2010 года.

На машиностроительных предприятиях обрабатываются изделия различных профилей (треугольные, трапецеидальные, эвольвентные и т. д.), например, резьбовые калибры, накатные ролики, протяжки и т. д. Наиболее трудоёмкой операцией является профильное шлифование, при котором возникает проблема правки рабочей поверхности шлифовального круга, а именно в получении требуемой точности профиля при высокой производительности.

Существуют различные правящие инструменты, предназначенные для правки рабочей поверхности абразивных инструментов. Проведённый анализ имеющихся правящих инструментов (табл. 1) показал, что наиболее оптимальным правящим инструментом для фасонной правки является алмазная игла, т.к. она обеспечивает высокую точность профиля рабочей поверхности круга и быструю правку при шлифовании [1].

На машиностроительных предприятиях при профильном шлифовании, например зубьев эвольвент -

ного профиля, используются станки-автоматы, в которых для осуществления правки круга используются специальные автономные правящие устройства сложной конструкции. Схема работы данных устройств заключается в перемещении правящего инструмента по траектории заменяющей профиль эвольвенты радиусом окружности. Для фасонной правки рабочей поверхности шлифовального круга необходимо семь движений формообразования, а именно главное движение — вращение абразивного круга (п, об./мин) и движение подачи — поперечной подачи (Зпоп, мм/мин), продольной подачи (Бпр, мм/ мин) и перемещение алмазной иглы по радиусу (Бп, мм/мин), при этом подача осуществляется каждой иглой по отдельности, что в значительной мере влияет на точность получаемого профиля (рис. 1).

При данной схеме шлифования с увеличением модуля изделия будет увеличиваться погрешность эвольвентного профиля. Схема образования погрешности профиля абразивного круга, получаемого данным методом, заключается в том, что при замене

Таблица 1

Анализ существующих правящих инструментов

Алмазный карандаш ГОСТ 607-80

Достоинства: 1. Невысокая стоимость 2. Простота конструкции Недостатки: 1. Высокая погрешность получаемого фасонного профиля 2. Высокая трудоёмкость наладки 3. Требует дополнительной оснастки

Алмазный ролик на металлической связке

Достоинства: 1. Высокая производительность Недостаткик: 1. Высокая стоимость 2. Требует дополнительного устройства для вращения алмазного ролика

Абразивный круг

Достоинства: 1. Невысокая стоимость Недостатки: 1. Требует дополнительного устройства для вращения правящего круга. 2. Высокая погрешность получаемого профиля 3. Низкая производительность

Алмазная игла

Достоинства: 1. Высокая точность получаемого фасонного профиля 2. Минимальное время правки Недостатки: 1. Требует дополнительной оснастки

Накатник

1. Высокая производительность 1. Высокая стоимость 2. Требует специальной оснастки 3. Невысокая точность получаемого фасонного профиля

О

Рис. 1. Применяемая схема правки рабочей части шлифовального круга

эвольвенты окружностью на теоретическом профиле лежат всего три точки заменяющей окружности и увеличить количество точек, совпадающих с теоретическим профилем эвольвенты окружностью, не представляется возможным [2]. Поэтому повышение точности при фасонной правке рабочей поверхности шлифовального круга является первоочередной задачей при изготовлении деталей эвольвентного профиля.

В настоящее время ведется техническое перевооружение имеющегося станочного парка шлифовальных станков на шлифовально-заточные станки с ЧПУ, в которых нет необходимости применения автономных правящих устройств, так как правку рабочей поверхности абразивного круга возможно осуществлять по управляющей программе станка.

Для обеспечения требуемой точности фасонной правки рабочей поверхности шлифовального круга необходимо выбрать схему правки и разработать специальное приспособление, которое позволит осуществлять фасонную правку с наименьшей погрешностью профиля. Выбранная схема заключается в том, что алмазные правящие иглы необходимо жестко установить под углом а к оси симметрии абразивного круга, но при этом величину А необходимо свести к возможному минимуму, поскольку

она влияет на погрешность полученного профиля (рис. 2).

Данный способ может быть реализован на шли-фовально-заточных станках с ЧПУ путём перемещения шлифовального крута по эвольвенте в зависимости от необходимого модуля зуба. Для правки шлифовального круга необходимо три движения формообразования, а именно главное движение — вращение абразивного круга (п, об./мин) и движение подачи — поперечной подачи (Зпоп, мм/мин) и продольной подачи (Б , мм/мин), при этом подача должна осуществляться по программе в зависимости от необходимого профиля и модуля абразивного круга (рис. 3).

Приспособление для правки шлифовального круга содержит два встречно установленных правящих инструмента, два упругих элемента, выполненных в виде пружин и двух клиновидных элементов и имеющее в своем составе плиту, на которой жестко установлена призмовидная стойка, состоящая из опоры и размещенных в верхней её части клиновидных прямоугольных элементов, расположенных под углом 90° относительно друг друга. На клиновидных элементах зафиксировано по подпружиненному подвижному блоку. В верхней части каждого подвижного блока установлены встречно направленные

Рис. 2. Выбранная схема правки рабочей части шлифовального круга

правящие инструменты в виде алмазной иглы, зафиксированной гайкой. Расстояние Ь между алмазными головками зависит от ширины шлифовального круга и будет зависеть от высоты центров Н и высоты текущего положения и рассчитывается по формуле:

Ь=Ь1х2 + 5,

где Ь1 — расстояние между осевой линией ОО и осью алмазной иглы ОО1 или ОО2, тогда величина угла а будет определяться по формуле:

1д(а )=

Ь

Н - Ь1

где Н — максимальная высота центра;

Ь1 — текущее положение вершины алмазной иглы.

Тогда расстояние Ь между алмазными иглами определяем по формуле:

Ь=2х(Н-Ь1 )х 1да .

Ширина шлифовального круга выбирается из диапазона от 5 — 50 мм.

Рассмотрим конструкцию предложенного приспособления для правки круга.

Приспособление для правки шлифовального круга для наружного шлифования содержит два встречно установленных правящих инструмента 1, два упругих элемента 2, выполненных в виде пружин, и два клиновидных элемента 3 и имеет в своем составе плиту 4, на которой жестко установлена призмовид-ная стойка 5, состоящая из опоры 6 и размещенных в верхней её части клиновидных прямоугольных элементов 3, расположенных под углом 90°относительно друг друга. Опора 6 в нашем конкретном случае выполнена квадратной, стойка 5 жестко закреплена к плите 4, например, сваркой ГОСТ 5264-80-ТЗ и может быть выполнена, например, из стали ГОСТ 105088. На клиновидных элементах 3 зафиксировано по подвижному блоку 7. Каждый подвижный блок 7 подпружинен упругим элементом 2 и зафиксирован

116

Рис. 3. Общий вид приспособления для правки шлифовального круга

шайбой 8 и винтом 9. В верхней части подвижного блока 7 установлены встречно направленные правящие инструменты 1 в виде алмазной иглы 10, зафиксированной гайкой 11.

Для крепления приспособления для правки шлифовального круга к плите 11 в плите предусмотрены пазы А глубиной 1, в которые устанавливаются болты 12, например, ГОСТ 7798-70 и фиксируются гайкой 14 и шайбой 13.

Сборка приспособления осуществляется следующим образом.

На плиту 4 фиксируют стойку 5, например, сваркой ГОСТ 5264-80-ТЗ, на которую устанавливают подвижный блок 7, предназначенный для подвода алмазной иглы, и фиксируют винтом. На каждый подвижный блок устанавливают правящие инструменты в виде алмазной иглы 1 (например, ГОСТ 650790) и фиксируют гайкой 10. Шлифовальный круг устанавливают на шпиндель станка, например, ВЗ-700Ф4 и осуществляют профильное шлифование протяжки. Значение величины рассчитывают следующим образом.

Берем круг, например, шириной Ь = 20 мм, максимальная высота центра Н= 180 мм, тогда высота текущего положения вершины алмазной иглы Ц будет определяться следующим образом:

hj = H -

b

2хtga '

где а — угол между центральной осью ОО и ОО1 или ОО2;

— текущее положение вершины алмазной иглы; Н — максимальная высота центра; Ь — расстояние между алмазными иглами.

hj =180-

20

2xtg 45

= 170 мм.

Таким образом, разработанная конструкция позволит осуществлять двустороннюю фасонную правку различных профилей изделий и обеспечить точность профиля в пределах 3 мкм (допуск 3 мкм максимально допустимый допуск на ответственные детали авиационной промышленности).

Библиографический список

1. Романов, В. Ф. Технология алмазной правки шлифовальных кругов / В. Ф. Романов, В. В. Авакян. — М. : Машиностроение, 1980. — 120 с.

2. Васильев, Е. В. Анализ схем формообразования эволь-вентного профиля поверхности зуборезных долбяков / Е. В. Васильев, Ю. Р. Нуртдинов, А. Ю. Попов // Вестник УГАТУ. - 2013. - № 8 (61). - С. 29-37.

НАЗАРОВ Павел Владиславович, ассистент кафедры «Металлорежущие станки и инструменты». ВАСИЛЬЕВ Евгений Владимирович, кандидат технических наук, доцент (Россия), доцент кафедры «Металлорежущие станки и инструменты». ПОПОВ Андрей Юрьевич, доктор технических наук, профессор (Россия), заведующий кафедрой «Металлорежущие станки и инструменты». Адрес для переписки: nazaroffpave1@mai1.ru

Статья поступила в редакцию 18.02.2015 г. © П. В. Назаров, Е. В. Васильев, А. Ю. Попов

Книжная полка

Хомченко, В. Г. Мехатронные и робототехнические системы [Электронный ресурс] : учеб. электрон. изд. локального распространения : учеб. пособие / В. Г. Хомченко, В. Ю. Соломин. -Электрон. текстовые дан. (3,03 Мб). - Омск : ОмГТУ, 2014. - 1 эл. опт. диск (CD-ROM).

Изложены основы построения мехатронных и робототехнических систем применительно к автоматизированным технологическим процессам машиностроительного производства. Указаны области применения мехатронных и робототехнических устройств, принципы их создания. Уделено внимание классификации промышленных роботов и их манипуляционных систем, а также классификации робототехнических комплексов. Изложены основные положения кинематики и динамики манипуляционных систем промышленных роботов, проектирования траекторий схвата для различных производственных ситуаций. Предназначено для студентов специальностей «Автоматизация технологических процессов и производств» и «Мехатроника». Также будет полезно для бакалавров и магистров по направлению подготовки «Автоматизация и управление».

Шестель, Л. А. История и развитие сварочного производства [Электронный ресурс] : учеб. электрон. изд. локального распространения : конспект лекций / Л. А. Шестель. - Электрон. текстовые дан. (1,10 Мб). - Омск : ОмГТУ, 2014. - 1 эл. опт. диск (CD-ROM).

В конспекте лекций представлен анализ литературного материала по различным способам сварки от их зарождения до самых современных видов. Дана характеристика физических процессов, происходящих при многообразных видах сварки; приведены схемы этих процессов и дается сравнительный анализ по преимуществу и недостаткам каждого вида сварки. Представленный материал полезен как для бакалавров по направлению «Технологические машины и оборудование», так и для инженеров по специальности «Оборудование и технология сварочного производства».