CC BY
8
Ю. В. ПСИГИН, А. И. АРМЕР, О. А. ВЛАСОВ
ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТЕЙ, ШЛИФОВАННЫХ С ПРИМЕНЕНИЕМ УСТРОЙСТВА ДЛЯ МИКРОПОДАЧИ ЗАГОТОВОК
Как известно, шероховатость шлифованной поверхности детали или заготовки во многом определяется переносом «геометрии» рабочего профиля шлифовального круга на обрабатываемую поверхность. Однако не последнюю роль в этом процессе играют режимные параметры, влияющие, наряду с другими факторами, на уровень колебаний технологической системы (ТС)
и ухудшающие в конечном итоге качество обработанных поверхностей. Одним из радикальных средств снижения уровня колебаний в ТС является исключение из работы на завершающем этапе цикла шлифования тяжелых, инерционных узлов и деталей шлифовальных станков. Это решение может быть реализовано путем встраивания в ТС внешних устройств, обеспечивающих высокоточную подачу заготовки.
Авторами разработано принципиально новое УМЗ, в котором сам корпус устройства является нагревательным элементом. Благодаря этому количество стыков в УМЗ минимизируется, а жесткость устройства повышается.
Устройство, показанное на рис. 1, работает следующим образом. Заготовку закрепляют в приспособлении 4, установленном на верхней плите 1. На электронагреватель 3, расположенный на тепловом элементе 11, являющемся корпусом устройства, по проводам 9 подается напряжение. Нагреваясь, тепловой элемент удлиняется и перемещает верхнюю плиту 1, реализуя таким образом микроподачу заготовки. Прокладки 5, 12 и колпачки 8 предотвращают попадание СОЖ в процессе обработки на тепловой элемент. Жестко закрепленный на основании 10 тепловой элемент 11 обеспечивает равномерное, без каких-либо скачков, перемещение верхней плиты 1 вместе с заготовкой. По достижению заданного размера питание, подаваемое на электронагреватель 3, отключается, и в пространство между кожухом 2 и тепловым элементом 11 через штуцер 13 подается поток охлаждающей жидкости, которая выходит через отверстие 7. Тепловой элемент при этом охлаждается и, укорачиваясь, возвращает верхнюю плиту 1 в исходное положение. Затем подачу
12 3 4 56 789
Рис. 1. Схема устройства для микроподачи заготовок
жидкости через штуцер 13 прекращают, и устройство готово к обработке следующей заготовки.
Экспериментально исследовали процесс плоского маятникового шлифования с использованием описанного УМЗ. Шлифовали заготовки из сталей 45, НКС 35...40 и Р6М5, НКС 60...62 на плоскошлифовальном станке ЗЕ711ВФ2. Окружная скорость шлифовального круга 1 250x76x40 24А25НСМ 17К5 составляла 32 м/с; врезная подача Яг ^ 0,002 мм/дв.ход на протяжении всего эксперимента не изменялась, скорость продольной подачи У3 = 8; 12; 16 м/мин. Исследования провели в три этапа: 1) заготовку закрепляли на магнитной плите станка и врезную подачу осуществляли механизмом станка; 2) заготовку закрепляли на УМЗ, установленном на магнитной плите станка, а подачу осуществляли механизмом станка; 3) подачу заготовки осуществляли непосредственно УМЗ, установленным на станке.
Установлено, что УМЗ является достаточно жестким звеном технологической системы. Разница значений Яа шероховатости поверхности, шлифованной при закреплении заготовки, как обычно, на магнитной плите станка (этап 1) и на неработающем УМЗ (этап 2), не превышает 9% (рис. 2). При
0,40 мкм
0,30
Рис. 2. Среднее арифметическое отклонение профиля шлифованной поверхности в зависимости от способа осуществления врезной подачи; а - заготовки из стали 45, НЛС 35...40; б - из стали Р6М5, НЯС 60...62; 1,3; \\У; Г,3" - врезная подача осуществляется соответственно механизмом станка при закреплении заготовки на магнитной плите, то же при закреплении заготовки в УМЗ и посредством УМЗ; 5, ^ 0,15 = 0,002 мм/дв. ход; 1,1"; 2,2"; 0,10 3,3" - соответственно Ук = 8, 12, 16 м/мин
0,25 0,20 р 0,15
0,05 0
0,35 мкм
0,25 0,20
— М"*
- 1 1' 1" 2 Т 2" 3 3' 3"
-
!
—
.....
- 1 V г 2 2* 2" 3 3' 3м
-
этом Ка поверхности заготовок, обработанных на неработающем УМЗ, может быть, как больше (сталь 45, У3= 8 м/мин), так и меньше Яа шероховатости поверхности, обработанной на магнитной плите станка. Шероховатость поверх-
Вестник УлГТУ 4/2000
Вестник УлГТУ 4/2000 63
ности заготовок, обработанных при врезной подаче посредством УМЗ (этап 3) была всегда ниже, чем на первых двух этапах экспериментальных исследований - от 6 % (для заготовок из стали 45 при У3 =12 м/мин) и до 34 % (для заготовок из обеих сталей при У3 = 8 м/мин (см. рис. 2)).
Таким образом, встраивание в технологическую систему УМЗ и исключение на определенном этапе из работы некоторых достаточно массивных узлов станка, содержащих большое количество деталей, контактирующих между собой в процессе функционирования узла, обеспечивает снижение уровня вибраций ТС и уменьшение высоты микронеровностей шлифованных поверхностей.
Псигин Юрий Витальевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология машиностроения» УлГТУ, окончил Ульяновский политехнический институт. Имеет публикации в области технологии шлифования.
Армер Аркадий Игоревич, аспирант той же кафедры, окончил Ульяновский государственный технический университет. Работает над созданием устройств для микроподачи заготовок.
Власов Олег Александрович, магистрант той же кафедры.
